Μοντελοποίηση της παραλλακτικότητας των οριακών συνθηκών θερμοκρασίας (TοC) για την ανάπτυξη στελεχών του παθογόνου μικροοργανισμού Listeria monocytogenes

Abstract

Τις τελευταίες δεκαετίες ο παθογόνος μικροοργανισμός LIsteria monocytogenes έχει απασχολήσει επανειλημμένα τον κλάδο των Τροφίμων και την επιστημονική κοινότητα. Η ικανότητά του να αναπτύσσεται σε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλοντικών συνθηκών, τα μεγάλα ποσοστά θνησιμότητας στις ευάλωτες πληθυσμιακές ομάδες και το υψηλό οικονομικό κόστος που απαιτεί η αντιμετώπισή του, τον καθιστούν μία από τις μεγαλύτερες απειλές για την υγεία των καταναλωτών. Ο έλεγχος της απειλής αυτής αποδεικνύεται πως είναι ιδιαίτερα σύνθετος καθώς ο συγκεκριμένος μικροοργανισμός παρουσιάζει μεγάλη γενετική και φαινοτυπική παραλλακτικότητα μεταξύ των διαφορετικών στελεχών του. Η Μικροβιολογία Πρόρρησης και ειδικότερα τα μαθηματικά μοντέλα, όντας σημαντικά εργαλεία διαφύλαξης της δημόσιας υγείας, είναι σημαντικό να μπορούν ενσωματώσουν αυτή την διαστελλεχική παραλλακτικότητα κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων τους έτσι ώστε αυτά να είναι όσο πιο αντιπροσωπευτικά και ρεαλιστικά γίνεται. Στην παρούσα μελέτη διερευνήθηκε και μοντελοποιήθηκε η παραλλακτικότητα των οριακών συνθηκών θερμοκρασίας που επιτρέπουν την ανάπτυξη για 30 απομονώσεις L. monocytogenes που προήλθαν από τρόφιμα και επιφάνειες ελληνικών βιομηχανιών επεξεργασίας κρέατος. Επιπλέον, αποδείχθηκε ότι πειραματικά δεδομένα κινητικής συμπεριφοράς που προέρχονται από την καταγραφή της μεταβολής της οπτικής πυκνότητας των καλλιεργειών των απομονώσεων μπορούν να αντικαταστήσουν εκείνα που προέρχονται από μεθόδους κλασσικής μικροβιολογίας όπως η καταμέτρηση αποικιών σε τρυβλία, μειώνοντας έτσι σημαντικά τον χρόνο που απαιτείται για την ανάπτυξη του συγκεκριμένου μοντέλου. Τέλος, η παραλλακτικότητα των οριακών τιμών θερμοκρασίας ποσοτικοποιήθηκε κατά τον υπολογισμό του μέγιστου ρυθμού αύξησης για τις απομονώσεις αυτές για την θερμοκρασία των 8οC και τελικά μεταφράστηκε σε μεγάλες λογαριθμικές διαφορές κατά την πρόβλεψη της ανάπτυξης του μικροοργανισμού στο κρέας.

In the past decades the pathogen LIsteria monocytogenes has repeatedly challenged the Food Sector and the Scientific Community alike. Its ability to grow in a wide range of environmental conditions, the high mortality rates in vulnerable population groups and the big economical funds required for its control make it one of the biggest threats for consumers’ health. Due to the considerable genetic and phenotypic variation among the strains of this particular microorganism, the containment of this threat has proven to be very complicated. It is important that Predictive Microbiology and more specifically predictive mathematical models, which are invaluable tools for the protection of Public Health, take into account this interstrain varability in order for their results to be as representative and realistic as possible. In this study the inter strain variability pertaining the cardinal parameters of temperature for 30 L. monocytogenes isolates was studied and modelled. These strains were isolated from food and surfaces of Greek meat processing plants. In addition, it was shown that Optical Density (O.D.) data describing the kinetics of the bacteria can be used to replace data obtained from Classic Microbiological methods such as plate counts for the estimation of the cardinal values, which makes the process of developing the model considerably less time consuming. Finally, the inter strain variability of the cardinal parameters of temperature resulted in substantial logarithmic differences in the concentration of the microorganism when its growth was modelled at 8οC in meat products.