1 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Πέτρος Σ. Ταούκης Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Σχολή Χηµικών Μηχανικών Εργαστήριο Χηµείας και Τεχνολογίας Τροφίµων 1 2 Εκτίµηση Επικινδυνότητας (Risk Assessment) Παρουσία/Συγκέντρωση Κινδύνου στην πρώτη ύλη Παρουσία/Συγκέντρωση κινδύνου πριν την κατανάλωση Επίδραση επεξεργασίας Επίδραση συντήρησης/διανοµής Πιθανότητα έκθεσης του καταναλωτή στον κίνδυνο Επίδραση θερµικής επεξεργασίας κατά το µαγείρεµα 2
3 Εκτίµηση Επικινδυνότητας (Risk Assessment) Πιθανότητα έκθεσης του καταναλωτή στον κίνδυνο Αντίδραση του καταναλωτή στον κίνδυνο Πιθανότητα ασθένειας του καταναλωτή από την έκθεση 3 Ανάλυση Επικινδυνότητας RISK ANALYSIS 4 Εκτίµηση Επικινδυνότητας Αναγνώριση Κινδύνου Χαρακτηρισµός Κινδύνου Προσδιορισµός Έκθεσης Υπολογισµός Πιθανότητας Κρούσµατος ιαχείριση Κινδύνου Προσδιορισµός Εναλλακτικών Πολιτικών Επιλογή και υλοποίηση κατάλληλων αποφάσεων Επικοινώνηση του Κίνδυνου Ανταλλαγή πληροφοριών και γνωµατεύσεων σχετικά µε τονκίνδυνο 4
Τα νέα «εργαλεία εργαλεία» 5 Προσδιορισµός Επικινδυνότητας Ανάλυση Επικινδυνότητας Προσδιορισµός Επικινδυνότητας Επικοινωνία Επικινδυνότητας ιαχείριση Επικινδυνότητας 5 Escherichia coli O157:Η7: ένας «νέος» σηµαντικός παθογόνος µικροοργανισµός 6 Έκκριση εντεροτοξίνης από εντεροπαθογόνα στελέχη Συµπτώµατα αιµορραγικής κολίτιδας Χαµηλή νοσογόνος δράση Παρουσιάζει ιδιαίτερη ανθεκτικότητα σε: -Συνθήκες χαµηλού ph -Τυπικές θερµικές επεξεργασίες (Συναντάται κυρίως σε τρόφιµα ζωικής προέλευσης) 6
7 Το µοντέλο προβλέπει το ρυθµό ανάπτυξης του E.coli Ο157:Η7 στο συγκεκριµένο εύρος συνθηκών µε ακρίβεια ικανή ώστε να αποτελέσει ένα χρήσιµο εργαλείο για το σχεδιασµό των διεργασιών διασφάλισης των τροφίµων δυνητικούς φορείς του παθογόνου αυτού βακτηρίου Για την περαιτέρω εκτίµηση και επαλήθευση της αξιοπιστίας του µοντέλου, είναι σκόπιµο να γίνει αξιολόγησή του σε πραγµατικά τρόφιµα και υπό δυναµικές συνθήκες συντήρησης 7 ια ΙΚΑΣΙΑ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ επικινδυνότητας 8 8
ιεξαγωγή ανάλυσης επικινδυνότητας 9 9 Κατανοµή τελικού µικροβιακού φορτίου 10 10
Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 11 Ασφάλεια των τροφίµων Ποιοτική έννοια ιακριτή (µη συνεχής) µεταβλητή «Είναι ασφαλές το προϊόν?» Ποσοτική Μικροβιολογία (Quantitative Microbiology) Προσδιορισµός Επικινδυνότητας (Risk Assessment) Ποσοτική έννοια Συνεχής µεταβλητή «Πόσο ασφαλές είναι το προϊόν?» 11 Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 12 Σύγχρονο σύστηµα διαχείρισης της ασφάλειας των τροφίµων Ποιος είναι ο απαιτούµενος «βαθµός ασφάλειας» των τροφίµων? 12
Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 13 WTO-SPS Agreement Συµφωνία για τα υγειονοµικά και φυτουγειονοµικά µέτρα ελέγχου Κατάλληλο Επίπεδο Προστασίας του Καταναλωτή-ΚΕΠ (Appropriate level of Protection-ALOP) «Το επίπεδο προστασίας που κρίνεται κατάλληλο από κάθε χώρα που εφαρµόζει µέτρα ελέγχου για την εξασφάλιση της δηµόσιας υγείας στο έδαφός της» Το ΚΕΠ µπορεί να ορισθεί ως ένας στόχος για τη δηµόσια υγεία εκφρασµένος σε ποσοτικούς όρους (π.χ 1 κρούσµα/100.000 κατοίκους/χρόνο). 13 Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 14 Κατάλληλο Επίπεδο Προστασίας του Καταναλωτή-ΚΕΠ (Appropriate level of Protection-ALOP) Πως καθορίζεται το ΚΕΠ? 100% ασφάλεια δεν υφίσταται και δεν θα πρέπει να αναµένεται από τους καταναλωτές το ΚΕΠ θα µπορούσε να µεταφραστεί ως το κόστος (ανθρώπινο δυναµικό, οικονοµικό, ηθικό, νοµικό κλπ) που µια κοινωνία είναι διατεθειµένηναπληρώσειγιατηνεπίτευξηενόςσυγκεκριµένου ελεγχόµενου επιπέδου ασφάλειας των τροφίµων. 14
Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 15 ιεθνής Οργανισµός για τις Μικροβιολογικές Προδιαγραφές των Τροφίµων (ICMSF) Αντικειµενικοί Στόχοι Ασφάλειας Τροφίµων-ΑΣΑΤ (Food Safety Objectives-FSO) «Η µέγιστη συχνότητα παρουσίας ή/και συγκέντρωση ενός µικροβιολογικού κινδύνου σε ένα τρόφιµo τη στιγµή της κατανάλωσης, που εξασφαλίζει την επίτευξη του ΚΕΠ.» 15 Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 16 «Η µέγιστη συχνότητα παρουσίας ή/και συγκέντρωση ενός µικροβιολογικού κινδύνου σε ένα τρόφιµo τη στιγµή της κατανάλωσης, που εξασφαλίζει την επίτευξη του ΚΕΠ.» Καθορισµός ΑΣΑΤ Σχέση δόσης αντίδρασης Log (πιθανότητα ασθένειας) ΚΕΠ ΑΣΑΤ όση (log cfu/g) 16
Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 17 ΑΣΑΤ Κριτήρια επίδοσης (Performance criterion). Το απαιτούµενο αποτέλεσµα ενός σταδίου ή συνδυασµού σταδίων της αλυσίδας τροφίµων που εξασφαλίζει τη συµφωνία µε το ΑΣΑΤ Κριτήριο Επεξεργασίας (Process criterion). Οι τιµές των παραµέτρων ελέγχου ενός σταδίου ή συνδυασµού σταδίων της αλυσίδας τροφίµων που εξασφαλίζουν το κριτήριο επίδοσης. Μικροβιολογικά Κριτήρια (Microbiological Criteria) 17 Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 18 οµή του Νέου Συστήµατος ιαχείρισης της ασφάλειας των τροφίµων ιαχειριστές Επικινδυνότητας σε κρατικό επίπεδο Απόφαση για βελτίωση της ασφάλειας η διατήρησή της σε ένα συγκεκριµένο επίπεδο προστασίας του καταναλωτή ΚΕΠ Ειδικοί στον Προσδιορισµό Επικινδυνότητας Ποσοτικός Προσδιορισµός Επικινδυνότητας Επανεξέταση ΑΣΑΤ Καθορισµός ΑΣΑΤ Μη Επιτεύξιµος Μεταβολή προϊόντος ή επεξεργασίας Έλεγχος αν ο ΑΣΑΤ είναι τεχνολογικά επιτεύξιµος Μεσω GHP και HACCP Επιτεύξιµος Καθορισµός Κριτηρίων επίδοσης Κριτηρίων επεξεργασίας Οέλεγχος της ασφάλειας µπορεί να γίνει βάση: Συµφωνίας µε ΑΣΑΤ Αποδεκτού συστήµατος HACCP Συµφωνίας µε Μικροβιολογικά Κριτήρια Εφαρµογή των µέτρων ελέγχου βάση της GHP και του HACCP για τον έλεγχο του προϊόντος και της επεξεργασίας Καθορισµός Μικροβιολογικών Κριτηρίων βάση των ΑΣΑΤ 18
Σύγχρονες Προσεγγίσεις στην Ασφάλεια των Τροφίµων 19 Παραδείγµατα του Νέου Συστήµατος ιαχείρισης της ασφάλειας των τροφίµων 19 Μικροβιολογικά Κριτήρια των Τροφίµων 20 Κριτήριο: Μια προυπόθεση στην οποία µπορεί να βασιστεί µια κρίση ή µια απόφαση (NACMCF) Μικροβιολογικό κριτήριο: Καθορίζει την αποδοχή ή απόρριψη ενός προϊόντος ή µιαςπαρτίδαςπροϊόντωνβάσητης απουσίας/παρουσίας ή της συγκέντρωσης µικ/ων ή τοξινών ανά µάζα όγκο ή επιφάνεια δείγµατος (ICMSF) 20
Μικροβιολογικά Κριτήρια των Τροφίµων 21 Ένα Μικροβιολογικό κριτήριο πρέπει να αποτελείται από: Αναφορά σε συγκεκριµένο κίνδυνο των τροφίµων Μέθοδο ανάλυσης προσδιορισµού του κινδύνου Σχέδιο δειγµατοληψίας που περιλαµβάνει Αριθµό δειγµάτων προς ανάλυση Κατάλληλα µικροβιολογικά όρια Αριθµό δειγµάτων που πρέπει να είναι µέσα στα όρια Ένα Μικροβιολογικό κριτήριο πρέπει επίσης να αναφέρεται: Στο τρόφιµα στο οποίο βρίσκει εφαρµογή Στο σηµείο της τροφικής αλυσίδας στο οποίο βρίσκει εφαρµογή Στις διορθωτικές ενέργειες οι οποίες πρέπει να εφαρµόζονται σε περίπτωση µη συµφωνίας Τα Μικροβιολογικά κριτήρια θα πρέπει να καθορίζονται µόνο στην περίπτωση που είναι αναγκαία και η εφαρµογή τους είναι εφικτή 21 Μικροβιολογικά Κριτήρια των Τροφίµων 22 Μικροβιολογικό Πρότυπο Είναι το µικροβιολογικό κριτήριο που έχει ενσωµατωθεί στη νοµοθεσία Μικροβιολογικό Οδηγία Είναι ένα συµβουλευτικό µικροβιολογικό κριτήριο µε σκοπό την πληροφόρηση των ενδιαφεροµένων για την αναµενόµενη µικροβιολογική κατάσταση ενός τροφίµου όταν έχει εφαρµοστεί σε αυτό η καλύτερη δυνατή υγιεινή πρακτική Μικροβιολογική Προδιαγραφή Συµφωνία µεταξύ προµηθευτή και πελάτη. Η προδιαγραφή αυτή µπορεί να είναι συµβουλευτική ή υποχρεωτική. * 22
Προσδιορισµός και Καταµέτρηση Μικ/ων 23 Επιλεκτικός Προσδιορισµός µικροβιακού φορτίου Σύσταση υποστρώµατος Επιλεκτικά συστατικά (π.χ αντιβιοτικά) Κατάλληλα θρεπτικά συστατικά Συνθήκες επώασης Θερµοκρασία Χρόνος Ατµόσφαιρα Εµπλουτισµός (Enrichment) Ανάνηψη τραυµατισµένων κυττάρων Αύξηση πληθυσµού Ορισµένοι µικ/οί µπορεί να είναι ζωντανοί αλλά να µην είναι δυνατόν να αναπτυχθούν σε θρεπτικά υποστρώµατα (π.χ Vibrio) 23 Προσδιορισµός Παθογόνων Μικ/ων στα Τρόφιµα 24 Βασικά βήµατα µεθόδων καλλιέργειας (παράδειγµα: Salmonella): Προ-εµπλουτισµός: πλούσιο/µη επιλεκτικό υγρό υπόστρωµα (24 hr) Εµπλουτισµός: Επιλεκτικό υγρό υπόστρωµα (24 hr) Αποµόνωσηκυττάρωνσεεπιλεκτικόστερεόυπόστρωµα-Άγαρ (24-48 h) Ταυτοποίηση/βιοχηµικός χαρακτηρισµός (24-48 hr) Ορολογική επιβεβαίωση των στελεχών (24-72 hr) 24
25 25 Μέθοδοι ειγµατοληψίας 26 Η κατανοµή τωνµικ/ων στα τρόφιµα δεν είναι οµοιογενής Ηεπιµόλυνση είναι µη προβλέψιµη εν είναι εφικτό να εξεταστεί όλη η ποσότητα µιας παρτίδας Απαιτείται µια στατιστική βάση για την αποδοχή ή την απόρριψη µιας παρτίδας Σχέδια δειγµατοληψίας 26
DISTRIBUTION OF MICROORGANISMS 27 A B Οµοιογενής Κατανοµή Ανοµοιογενής Κατανοµή C J SOURCE: ICMSF/Flowers, 1999 27 Σχέδια ειγµατοληψίας 28 Σχέδιο 2ης Τάξης n = Αριθµός δειγµάτων προς ανάλυση c = Μέγιστος αποδεκτός αριθµός δειγµάτων µε µη επιθυµητά αποτελέσµατα Παράδειγµα: n = 5, c = 2 Πρέπει να εξεταστούν 5 δείγµατα για τον έλεγχο µιας παρτίδας Σε 5 δείγµατα που εξετάζονται αν µέχρι 2 είναι θετικά η παρτίδα είναι αποδεκτή αν περισσότερα από 2 είναι θετικά η παρτίδα απορρίπτεται 28
Σχέδια ειγµατοληψίας 29 Σχέδιο 3ης Τάξης n = Αριθµός δειγµάτων προς ανάλυση m = Αποδεκτό επίπεδο µικ/ων M = Μη αποδεκτό επίπεδο µικ/ων c = Μέγιστος αποδεκτός αριθµός δειγµάτων µεταξύ m και Μ Παράδειγµα: n = 10, c = 3, m = 10 CFU/g, M = 100 CFU/g Όλα τα δείµατα <10 CFU/g = Αποδοχή παρτίδας 1 δείγµα >100 CFU/g = Απόρριψη παρτίδας 3 δείγµατα >10 but 100 CFU/g = Αποδοχή παρτίδας >3 δείγµατα >10 but 100 CFU/g = Απόρριψη παρτίδας 29 Σχέδια ειγµατοληψίας 30 Τύπος Ανάλυσης = Παρουσία/Απουσία: Σχέδιο 2ης Τάξης Επιτρέπεται η παρουσία του παθογόνου στο τρόφιµο? Όχι: c = 0; n επιλέγεται βάση της επιθυµητής πιθανότητας Ναι: c 0; c και n επιλέγεται βάση της επιθυµητής πιθανότητας Τύπος Ανάλυσης = Καταµέτρηση Μικ/ων: Σχέδιο 3ης Τάξης m: επιτρεπτό επίπεδο µικ/ων M: µη επιτρεπτό επίπεδο µικ/ων c and n selected for desired probability 30
Η Χαρακτηριστική Καµπύλη Λειτουργίας 31 Pa = Πιθανότητα αποδοχής παρτίδας 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Pr = 0.32 Pa = 0.68 n = 10, c = 2 0 10 20 30 40 50 60 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Pr = Πιθανότητα απόρριψης παρτίδας p = % θετικά δείγµατα στην παρτίδα J W SOURCE: ICMSF 31 Η Χαρακτηριστική Καµπύλη Λειτουργίας 32 Pa = Πιθανότητα αποδοχής παρτίδας 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 n = 5 n = 10 n = 30 c = 0 0 10 20 30 40 50 60 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Pr = Πιθανότητα απόρριψης παρτίδας p = % θετικά δείγµατα στην παρτίδα J W SOURCE: ICMSF 32
Σχέδια ειγµατοληψίας 33 Επιλογή του αριθµού των δειγµάτων προς ανάλυση n Η επιλογή του n γίνεται µε βάση την αναµενόµενη παρουσία του κινδύνου στο τρόφιµο Υπολογισµός αριθµού δειγµάτων που απαιτούνται για τον προσδιοορισµό της παρουσίας µικ/ων µε πιθανότητα0.95 και 0.99* σε σχέση µε τηναναµενόµενη παρουσία Αναµενόµενο επίπεδο παρουσίας = 0.1% n = -ln (0.05)/(0.001) = 2,996 δείγµατα n = -ln (0.01)/(0.001) = 4,605 δείγµατα Αναµενόµενο επίπεδο παρουσίας = 1.0% n = -ln (0.05)/(0.01) = 300 δείγµατα n = -ln (0.01)/(0.01) = 461 δείγµατα Αναµενόµενο επίπεδο παρουσίας = 7.5% n = -ln (0.05)/(0.075) = 40 δείγµατα n = -ln (0.01)/(0.075) = 61 δείγµατα 33 Σχέδια ειγµατοληψίας 34 Πιθανότητα αποδοχής µιας µηαποδεκτήςπαρτίδας: Παρουσία είγµαταπροςανάλυσηανάπαρτίδα Παθογόνου (%) 15 30 60 100 0.1 0.99 0.97 0.94 0.90 0.5 0.93 0.86 0.74 0.61 1 0.86 0.74 0.55 0.37 2 0.74 0.55 0.30 0.13 5 0.46 0.21 0.05 0.01 34
35 35 36 Hazard Analysis Critical Control Points 36
37 HACCP: Ποια η προέλευσή του Γιατί χρήση συστήµατος HAACP Πως βοηθά το HACCP Ποιά τα πλεονεκτήµατα Ποιά τα µειονεκτήµατα Που µπορεί να εφαρµοστεί 37 38 HACCP: Γιατί? Σωστή διαχείριση της ασφάλειας των τροφίµων Ασφάλεια ως πρώτη προτεραιότητα Πρόληψη αντί αντιµετώπιση Εµπιστοσύνη καταναλωτών Νοµική απαίτηση Εκπαίδευση προσωπικού 38
39 HACCP: Πως βοηθά? Χειρισµοί και επεξεργασία για ασφαλή τρόφιµα Κατανοµή προσωπικού Λήψη αποφάσεων Βελτίωση συνεργατών (πχ προµηθευτές) ιαχείριση µέσω διατήρησης αρχείων 39 40 HACCP: Πλεονεκτήµατα Η πιο δραστική µέθοδος για ασφαλή τρόφιµα Χαµηλό κόστος Κατανοµή πόρων Καθολική συµµετοχή προσωπικού Ανάπτυξη συστήµατος διαχείρισης ποιότητας 40
41 HACCP: Μειονεκτήµατα Ανεπαρκής/λάθος εφαρµογή Εφησυχασµός Αλλαγέςκατάτηδιατήρηση Μετατροπή σε σύστηµα διαχείρισης ποιότητας Εφαρµογή µε βάση οικονοµικά κριτήρια Ατοµική συµπεριφορά 41 42 HACCP: Που µπορεί να εφαρµοστεί Πρωτογενής παραγωγή -γεωργία -κτηνοτροφία -αλιεία Βιοµηχανία τροφίµων -επεξεργασία -συσκευασία Τροφοδοσία τροφίµων -catering Πώληση τροφίµων -super market -χώροι µαζικής εστίασης ιανοµή τροφίµων Καταναλωτές -κουζίνα 42
43 HACCP: Στάδια Σχεδιασµός και Προετοιµασία Μελέτες και ανάπτυξη σχεδίου ΗACCP Εφαρµογή σχεδίου ΗACCP ιατήρηση συστήµατος ΗACCP 43 44 HACCP: Στάδια Σχεδιασµός και Προετοιµασία Μελέτες και ανάπτυξη σχεδίου ΗACCP Σχεδιασµός και Προετοιµασία ιερεύνηση υποψήφιων στελεχών της οµάδας HACCP Σύσταση και εκπαίδευση οµάδας HACCP Εφαρµογή σχεδίου ΗACCP Επιθεώρηση και εκτίµηση διεργασιών ιατήρηση συστήµατος ΗACCP Ανάπτυξη/Βελτίωση Προαπαιτούµενων προγραµµάτων 44
45 Οµάδα HACCP Ειδικός στη διασφάλιση ποιότητας -βιολογικοί, χηµικοί, φυσική κίνδυνοι -επικινδυνότητα -µέτρα ελέγχου Ειδικός στη παραγωγή -γραµµή παραγωγής -λεπτοµέρειες διεργασιών Μηχανικός -λειτουργία εξοπλισµού -σχεδιασµός εξοπλισµού 45 46 Οµάδα HACCP Άλλοι ειδικοί (εντός ή εκτός βιοµηχανίας) ιασφάλιση ποιότητας προµηθειών Έρευνα και ανάπτυξη ιανοµή Μικροβιολόγος/τοξικολόγος Στατιστικολόγος (στατιστική ελέγχου διεργασιών) Ειδικοί σε θέµατα HACCP 46
47 Οµάδα HACCP:Εκπαίδευση To HACCP ως σύστηµα Σχέση µέταξύ GMP/GHP και HACCP Κίνδυνοι τροφίµων Στάδια HACCP Ανάλυση κινδύνων Προσδιορισµός CCPs Προσδιορισµός κρίσιµων ορίων Συστήµατα παρακολούθησης 47 48 Οµάδα HACCP:Εκπαίδευση ιορθωτικές ενέργειες Προγράµµατα επαλήθευσης Καταγραφή και διατήρηση αρχείων ιαχείριση συστήµατος HACCP Στρατηγική εφαρµογής ιατήρηση συστήµατος Επιθεώρηση προγράµµατος 48
49 Επιθεώρηση και εκτίµηση διεργασιών: Τρέχουσα κατάσταση Ποιές είναι οι απαιτήσεις του HACCP Ποιέςαπότιςαπαιτήσειςυπάρχουνείδηκαι πως λειτουργούν Ποιές είναι οι ελλείψεις Που απαιτείται βελτίωση 49 50 Επιθεώρηση και εκτίµηση διεργασιών: Τρέχουσα κατάσταση Προαπαιτούµενα προγράµµατα (παραδείγµατα) Ορθή Βιοµηχανική Πρακτική -εγκαταστάσεις -εξοπλισµός -προσωπικό Εξυγίανση ιασφάλιση ποιότητας προµηθειών Πρωτόκολλα ιεργασιών (SOPs) Εκπαίδευση Σύστηµα ανακλήσεων 50
51 Επιθεώρηση και εκτίµηση διεργασιών: Τρέχουσα κατάσταση Ολοκληρωµένο δίκτυο υποστήριξης συστήµατος HACCP Ορθή εργαστηριακή πρακτική Εξυγίανση ιαχείριση περιστατικών ιασφάλιση ποιότητας προµηθειών HACCP Στατιστικός έλεγχος διεργασιών Εκπαίδευση Βαθµονόµηση Ορθή βιοµηχανική πρακτική 51 52 HACCP: Στάδια Σχεδιασµός και Προετοιµασία Μελέτες και ανάπτυξη σχεδίου ΗACCP Ανάπτυξη σχεδίου HACCP Περιγραφή του προϊόντος Περιγραφή της χρήσης του Περιγραφή των καταναλωτών Εφαρµογή σχεδίου ΗACCP Ανάπτυξη διαγράµµατος ροής της παραγωγής ιατήρηση συστήµατος ΗACCP Επαλήθευση του διαγράµµaτος ροής Εφαρµογή των 7 αρχών HACCP 52