Мікробіологічна лабораторія «на відмінно»: як організувати і чим наповнити

Харчові продукти віддзеркалюють стан довкілля. Останнім часом через інтенсифікацію розвитку промисловості, транспорту, хімізації сільського господарства різко погіршилася екологічна ситуація майже в усіх регіонах світу. Забруднення навколишнього середовища досягло критичного рівня, що суттєво вплинуло на якісний склад їжі. За цих умов забезпечення споживачів доброякісними продуктами стає чи не найважливішою метою виробників, адже тільки в такому випадку гарантовано зворотній зв’язок у вигляді примноження власного капіталу й репутації на ринку.

Відомо, що майже 70 % шкідливих речовин людина отримує через харчові продукти й воду. Хімічні та біологічні речовини-забруднювачі потрапляють у харчові продукти і акумулюються там біологічними й харчовими ланцюгами. Останні охоплюють усі етапи сільськогосподарського та промислового виробництва продовольчої сировини й харчових продуктів, а також їх зберігання, маркування, пакування, транспортування.

Під забруднювальною речовиною мається на увазі будь-яка біологічна речовина, зокрема організми, мікроорганізми та їх частини, або хімічна речовина, що ненавмисно потрапила до харчового продукту і становить загрозу його безпечності.

Про необхідність контролювати мікробіологічні показники харчових продуктів і напоїв не знає хіба що маленька дитина, адже безпечність того, що ми споживаємо щодня, має величезне значення для здоров’я і життя людини. Навіть незначна кількість хвороботворних мікроорганізмів, що потрапила в їжу, може обернутися катастрофою як для споживача, так і для репутації виробника. Виявлення небезпечного агента, оцінювання ризику й запобігання мікробіологічному забрудненню є першочерговим завданням виробників. Споживачі повинні обирати продукти, які мають підтвердження їх безпечності, що дасть змогу запобігти погіршенню здоров’я або виникненню захворювань.

Принципи безпечності харчових продуктів

У нашій країні необхідні показники харчової продукції регламентовано Законом України «Про основні принципи та вимоги до безпечності та якості харчових продуктів», де чітко прописано заборону поширення на ринку непридатного харчового продукту з невідповідними мікробіологічними показниками.

Непридатний харчовий продукт це харчовий продукт, який містить сторонні речовини чи предмети, пошкоджений або зіпсований у результаті механічних, хімічних або мікробних факторів.

Висновок про мікробіологічну безпечність можна надати тільки після дослідження параметрів безпечності в мікробіологічній лабораторії.Такі дослідження можуть проводитися як безпосередньо на виробництві, так і в комерційній мікробіологічній лабораторії.

З погляду мікробіологічного забруднення харчовий продукт або напій може містити такі види мікроорганізмів:

• бактерії групи кишкової палички, родини Enterobacteriaceae, ентерококи;
• умовно-патогенні мікроорганізми, бактерії роду Proteus, B. сereus, сульфітредукувальні клостридії, Vibrio parahaemolyticus;
• патогенні мікроорганізми (сальмонели, Listeria monocytogenes, бактерії роду Yersinia);
• мікроорганізми псування продуктів (дріжджі та плісняві гриби, молочнокислі бактерії);
• пробіотики й закваскові мікроорганізми.

Мікробіологічна лабораторія: розміщення й організація

Мікробіологічна лабораторія з контролю якості продукції на наявність санітарно-показових мікроорганізмів належить до IV групи патогенності. Вимоги щодо розміщення, обладнання, а також діяльність мікробіологічної лабораторії регламентуються Правилами влаштування і безпеки роботи в лабораторіях (відділах, відділеннях) мікробіологічного профілю ДСП 9.9.5.-080-02.

Такі лабораторії, що працюють із біологічними патогенними агентами III–IV груп небезпеки, повинні розташовуватися в окремих будівлях, не пов’язаних із виробничими приміщеннями, або в ізольованому блоці з окремим входом. Також приміщення лабораторії розташовують відповідно до перебігу виконання аналізів і ділять на дві зони: «забруднену» й «чисту».

Перелік приміщень, їх розміщення й облаштування забезпечують потоковість руху досліджуваного матеріалу.

У «забрудненій» зоні має бути розміщено:

• Приміщення для приймання, реєстрації матеріалу й видачі результатів досліджень
• Боксовані приміщення або приміщення, оснащені боксами біобезпеки
• Робочі кімнати (бокси) для бактеріологічних, серологічних та інших досліджень
• Кімната для оброблення й первинного посіву біологічного матеріалу (посівна)
• Автоклавна кімната* для знезараження матеріалу і стерилізації посуду
• Термостатна (може й не бути)

*усі забруднені матеріали, зразки й культури повинні бути знезаражені перед видаленням із лабораторії

У «чистій» зоні лабораторії розташовують:

• Приміщення для підготовчих робіт (препараторська, мийна, кімната для приготування поживних середовищ із боксом для розливу середовищ)
• Приміщення з холодильною камерою або холодильниками для зберігання поживних середовищ
• Кімнати для персоналу
• Санітарно-гігієнічний блок (туалет, душова кабіна, пральня)

Для економії простору окремі кімнати можуть поєднуватися в одну комплексну (наприклад, мийна, препараторська й кімната для приготування поживних середовищ в одній кімнаті; кімнати для проведення досліджень із термостатною з використанням термостатів-інкубаторів).

Обладнання для мікробіологічної лабораторії

Окрім стандартного наповнення лабораторії («чистої» та «забрудненої» зон) може бути зона для наукових досліджень, де основною метою є розроблення нових принципів профілактики контамінації або написання нових технологічних інструкцій із виробництва харчової продукції відповідно до отриманих результатів. Таке «відгалуження» може містити не тільки стандартне обладнання для мікробіологічних досліджень, а й спеціалізоване. Наприклад, обладнання для імуноферментного аналізу (ІФА), щоби проводити скринінг токсинів, або обладнання, яке допоможе здійснювати полімеразно-ланцюгову реакцію (ПЛР) для виділення певної набутої ознаки, тощо.

Відповідно до ДСТУ ISO 7218:2014 «Мікробіологія харчових продуктів і кормів для тварин. Загальні настанови щодо мікробіологічних досліджень» основне обладнання в лабораторії становлять автоклав, сухожарові шафи, термостати / СО2-інкубатори, холодильник і допоміжне устаткування (ваги лабораторні, рН-метр, баня-водяна, центрифуга та ін.) Кількість і технічні характеристики приладів будуть залежати від об’ємів досліджень та потреби одночасного проведення аналізу на низку мікроорганізмів.

Усе це обладнання є обов’язковим для класичної мікробіологічної лабораторії, але чи допоможе воно значно спростити життя мікробіологу? Відповідь – ТАК, звичайно! З рішенням від ХЛР можете бути певні, що зекономите важливий час на рутинні роботи майже на всіх етапах мікробіологічних досліджень – від підготовки посуду до знезаражування відпрацьованого матеріалу.

Як спростити життя мікробіологу

Яких же етапів стосується так зване «спрощення життя» мікробіолога? Одним із найважливіших етапів є підготовка стерильного посуду і приготування поживних середовищ для подальших робіт, адже від якості їх стерилізації залежать безліч факторів – мікробіологічна чистота поживного середовища, дослідних зразків у ході роботи, і, звичайно ж, це сприяє вчасно проведеному дослідженню. Класично стерилізацію посуду проводять сухожаровою шафою або автоклавом залежно від того, скло це чи пластик, який можна автоклавувати. Поживні середовища стерилізують тільки автоклавом. Але є автоматизовані рішення від французького виробника біотехнологічного обладнання Alliance Bio Expertise спеціально під це завдання – автоматичні системи для приготування поживних середовищ MediaWel, що виконують одночасно функцію стерилізатора, автоклава й водяної бані. Рекомендовано використовувати систему MediaWel із механізмом для автоматичного розливу середовищ у чашки Петрі DistriWel, адже в такий спосіб не порушуються асептичні умови під час підготовки поживних середовищ, які мають бути реалізовані в умовах ламінарного боксу або окремого боксованого приміщення.

До речі, як варіант можна користуватися експрес-середовищами, котрі не потребують їх приготування, стерилізації тощо. З використанням готових поживних середовищ зникають аж два етапи, що гарантовано економить ваш час і лабораторний простір та виключає людський фактор.

Отже, підготували ми поживні середовища в чашках Петрі, витримали їх у термостаті певну кількість часу залежно від типу середовища (для готових поживних середовищ цей пункт не потрібен). А що далі? А далі ми готуємо дослідний зразок до посіву. На цьому етапі вкрай необхідно підготувати зразок, уникаючи додаткової контамінації, щоб не отримати хибний результат на виході. Цю необхідність повністю закриває рішення від компанії-виробника інноваційного мікробіологічного обладнання Interscience (Франція).

Пакет із фільтром BagPage поміщають у тримач BagOpen, а його потім переносять до гравіметричного дилютера DiluFlow, що одночасно зважує зразок і розводить відповідною кількістю розчинника. Після цього зважений та розведений зразок ретельно подрібнюють гомогенізатором BagMixer до однорідності. Для деяких мікробіологічних досліджень необхідно інкубувати зразок у термостаті впродовж певного часу, тому для зручності варто використовувати штативи BagRack, попередньо закривши пакети після гомогенізатора затискачами BagClip.

Від пробопідготовки до дослідження

Від етапу пробопідготовки плавно переходимо до етапу власне дослідження в асептичних умовах. Робота з патогенними мікроорганізмами, які можуть бути присутні в харчових продуктах, вимагає проводити усі маніпуляції в боксі біобезпеки не нижче ніж II клас безпеки.

Класичні маніпуляції: серологічні послідовні розведення, робота зі шпателем Дрігальскі й дотримання асептичних умов. А чи можна багатогодинний процес скоротити до кількох хвилин? Звучить як щось неймовірне, але ТАК, можна! Із системою автоматичного посіву easySpiral Dilute від Interscience. Прилад одночасно проводить послідовні розведення (аж до 1 х 1012 КУО/мл), «втирає» в поверхню агару дослідний зразок, при цьому швидкість і простота аналізу дають змогу дотримуватися мікробіологічної чистоти.

Фінальний етап – кількісний підрахунок і обчислення результатів. Стандартно підраховують кількість колоній у кожній чашці Петрі окремо, витрачаючи на цю операцію доволі тривалий час. А можна було б за 5 секунд! З автоматичним лічильником Scan від Interscience колонії підраховуються лише одним натисканням. Зображення й дані автоматично зберігаються в ПК для відстеження результатів. У більш «дорослих» моделях Scan 1200 і Scan 4000 навіть вбудовано функцію ідентифікації колоній, тобто прилад не тільки показує кількість, а й розповідає, який конкретно штам мікроорганізму в чашці Петрі.

Короткі висновки

Мікробіологічна лабораторія може бути різною: з мінімальним набором обладнання або укомплектованою під зав’язку автоматизованим приладдям. Але в будь-якому випадку така лабораторія виконує функцію мікробіологічного аналізу харчової продукції щодо її безпечності для населення, а тому є незамінною в сучасному світі. ХЛР допоможе Вам організувати мікробіологічну лабораторію саме під Ваші потреби.

Кристина Волканова

галузевий експерт групи «Сільське господарство» компанії ХЛР