Микробиологический контроль качества и безопасности пищевых продуктов методом MALDI-TOF MS

Уровень развития бактериологических исследований в целом по стране остается на низком уровне, так как большинство микробиологических лабораторий не автоматизированы и проводят исследования рутинными классическими методами. Традиционные технологии идентификации микроорганизмов, основанные на проведении биохимического анализа культур, характеризуются длительностью исследования, относительной дороговизной метода, необходимостью привлечения большого количества квалифицированных специалистов в силу сложности автоматизации аналитических процедур.

Новейшие высокопроизводительные технологии микробиологического контроля за качеством продуктов питания и кормов демонстрируют способность генерировать точные данные, предложив новый подход к рутинной проверке микробиологических показателей безопасности. В современном мире они воспринимаются уже не как новые методы, а как типичные для отслеживания, так и характеристики микробных изолятов. 

MALDI-TOF спектрометрия

В последние 10 лет MALDI-ТОF масс-спектрометрия заменила классические биохимические методы идентификации бактерий во многих европейских и международных лабораториях. Этот выбор основан на высокой чувствительности и специфичности данного метода, коротком времени идентификации, широком диапазоне определения родов и видов микроорганизмов, находящихся в базе данных прибора, простоте использования и экономической эффективности системы с низкой себестоимостью проведения анализа.

Идентификация микроорганизмов в пищевой отрасли по их молекулярному отпечатку

Система MALDI Biotyper System идентифицирует микроорганизмы с помощью масс-спектрометрии MALDI-TOF (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight) для определения уникального протеомного отпечатка организма. В частности, система MALDI Biotyper System измеряет большое количество белков, содержащихся во всех микроорганизмах. Определение белка имеет важное значение: характеристики этих белков используются для надежной и точной идентификации конкретного микроорганизма путем сопоставления соответствующей модели с большой справочной библиотекой. Но MALDI Biotyper может сделать гораздо большее. Возможности системы выходят за пределы микробной идентификации и Bruker постоянно работает над дальнейшими инновациями.

Основные критерии сравнения оценки классического метода и метода MALDI-ТОF:

  • продолжительность исследования;
  • стоимость исследования;
  • специфичность метода;
  • точность метода;
  • производительность метода.

Как пример для классического метода исследований продолжительность анализа составляет:

  • Salmonella spp – 5-6 дней
  • Listeria monocytogenes – 6-8 дней
  • Staphylococcus aureus – 4-5 дней
  • Enterobacteriaceae – 3 дня

Классический метод для четкой идентификации анализа составляет 24-48 ч, а для MALDI-TOF – 5 мин, что очень важно для реализации скоропортящийся продукции, где на счету каждая минута. MALDI-TOF MS уменьшает время на исследования на 1-2 дня, к тому же микродозы реагентов, многократные стальные чипы и кратковременное исследование уменьшают себестоимость анализа в десятки раз.

Факторы, влияющие на точность анализа продуктов питания и кормов,  а также на производительность классическим методом исследований:

  • качество питательных сред;
  • влияние человеческого фактора:
  • приготовление питательных сред;
  • пересев культуры;
  • интерпретация результата.
  • вид микроорганизма;
  • объемность.

Для MALDI-TOF одновременно возможно идентифицировать 96 различных микроорганизмов, а сама точность идентификации составляет около 99%. Ежегодно обновляемая справочная библиотека в настоящее время содержит более 10000 эталонных спектров бактерий, включая микроорганизмы, важные для контроля безопасности и качества пищевых продуктов, кормов, воды, воздуха, почв, клинических исследований, напитков, в том числе и особо опасных патогенов и др. Справочные библиотеки являются не только надежным источником подтверждения патогенов пищи или показателей их качества, таких как Salmonella spp., L. monocytogenes, Campylobacter spp, но также позволяют осуществлять контроль качества заквасочных культур и других видов ферментации, находящих место спорообразующих бактерий, дрожжей и плесени, в пищевой промышленности. А сама специфичность идентификации дрожжей и плесневых грибов – одна из самых сложных задач диагностических микробиологических лабораторий, которая требует высокой квалификации и опыта. Посредством с MALDI TOF стало возможным идентифицировать все обнаруженные микроскопические грибы. В базе данных устройства насчитывается около 2000 штаммов грибов.

Предлагаем вам небольшой обзор основных компонентов MALDI TOF Biotyper Bruker, позволяющих проводить микробиологический контроль качества и безопасности пищевых продуктов.

Продолжить чтение