Holdbarheden af fødevarer er ofte begrænset af vækst af mikroorganismer, som fordærver maden. Hvis man vil sikre sine produkter så lang en holdbarhed som muligt, er det derfor nødvendigt at kende årsagen til det mikrobielle fordærv. Her kan DNA-sekventering være en stor hjælp. Teknologisk Institut har i samarbejde med Københavns Universitet nu udviklet en protokol og et praktisk setup for 16S rRNA gen amplikon-sekventering, som gør det muligt at afgøre, hvad der fordærver et produkt inden for 24 timer.
Af Nanna Bygvraa Svenningsen, Anette Granly Koch, DMRI Teknologisk Institut og Dennis Sandris Nielsen, Institut for Fødevarevidenskab, Københavns Universitet
Opleves der problemer med holdbarheden af et produkt, er det en fordel at identificere synderen. Dels kan dette hjælpe med at finde sandsynlige forureningskilder, hvorefter målrettet rengøring kan løse problemet – og dels kan viden om den fordærvende organisme gøre det muligt at tilpasse konserveringen i produktet, så fordærveren ikke længere kan vokse til et kritisk antal.
DNA-sekventering
Udviklingen inden for DNA-sekventering gør, at man i dag hurtigt – og relativt billigt – kan identificere bakterierne i en kompleks prøve, for eksempel et fordærvet produkt, en råvare eller en miljøsvaber, uden at dyrke mikroorganismerne på agarplader.
Med 16S rRNA gen amplikon-sekventering bestemmer man sekvensen af et enkelt gen, 16S rRNA-genet, som findes i alle bakterier. Sekvenserne kan bruges til at identificere bakterierne i en prøve og bestemme den relative fordeling af disse.
Dermed kan man for eksempel afgøre, hvilke bakterier der er de dominerende i et pustet, misfarvet, surt eller råddent produkt, og dermed sandsynligvis er årsagen til problemet.
Tilsvarende kan man ved at sekventere andre gener identificere gær og skimmel. Når årsagen til fordærv er identificeret, kan man gå på jagt i produktionsmiljøet og råvarerne, så man kan forhindre fremtidig kontamination i produktionen. Eller man kan granske sine eventuelle ændringer i produktionen som for eksempel reduceret tilsætning af salt eller andre ændringer i produktionsprocesserne.
Protokol og setup
Teknologisk Institut har i samarbejde med Københavns Universitet udviklet en protokol og et praktisk setup for 16S rRNA gen amplikon-sekventering, som gør det muligt at afgøre, hvad der fordærver et produkt inden for 24 timer.
Udover hurtig svartid har sekventeringen den fordel, at den er dyrkningsfri. Det betyder, at der ikke skal laves antagelser omkring temperatur-, ilt- og næringsforhold for at finde de dominerende bakterier, og det er også muligt at finde de bakterier, som er svære at dyrke i et laboratorie.
De såkaldte amplikon-sekventeringsteknikker har været på markedet i en årrække, men som noget helt nyt kan den nyudviklede protokol tilbyde ikke bare relativ kvantificering (hvilke bakterier er til stede i produktet, og hvor stor en procentdel udgør den enkelte bakterie), men også absolut kvantificering (præcis hvor mange celler der er per gram produkt).
Endvidere er det muligt med den nyudviklede protokol at skelne mellem levende og døde celler.
Hvilke bakterier fordærver fødevarerne?
Teknologisk Institut har i en årrække indsamlet fordærvede produkter fra supermarkeder og fødevareproducenter og har ved hjælp af sekventering undersøgt, hvilke bakterier der fordærver danske fødevarer.
I slicet pålæg og kondimenter er det oftest gasproducerende mælkesyrebakterier, især slægterne Leuconostoc og Lactobacillus, der skaber problemer.
I råt kød finder man typisk Pseudomonas, Clostridium eller Brochotrix.
I bomberet konserves og færdigretter har man i flere tilfælde kunnet udelukke Clostridium botulinum (som forårsager pølseforgiftning) og påvise andre termofile (varmetolerante) bakterier.
I ét tilfælde oplevede en fødevarevirksomhed problemer med pustning i et ready-to-eat (RTE)-produkt, som var under udvikling. Sekventering af produktet viste, at det sandsynligvis var mælkesyrebakterien Lactobacillus parabuchneri, som også tidligere havde voldt problemer på virksomheden. Samtidig blev der også analyseret svabrer fra produktionen og fra udvalgte råvarer brugt i produktet. Lactobacillus parabuchneri blev fundet i en af råvarerne, og denne er derfor en sandsynlig kilde til problemet.
Fordele ved amplikon-sekventering
• Hurtigt resultat (få dage – og med den nyudviklede protokol under én dag).
• Identifikation af bakterien, gæren eller skimlen.
• Finder også mikroorganismer, som ikke kan dyrkes i laboratoriet.
• Ingen antagelser om dyrkningsbetingelser nødvendig.
• Giver relativ kvantificering (fordeling) af forskellige organismer – men med den nyudviklede protokol er det også muligt at tilbyde absolut kvantificering.
Projektet er finansieret af Grønt Udviklings- og Demonstrationsprogram (GUDP) under Miljø- og Fødevareministeriet; resultatkontrakt om bæredygtighed finansieret af Uddannelses- og Forskningsstyrelsen under Uddannelses- og Forskningsministeriet; og ved aktiviteter udført af de deltagende virksomheder.
Artiklen har været bragt i Plus Proces.
