Ποσοτική περιγραφή της μεταφοράς παθογόνων μικροοργανισμών μεταξύ λαχανικών και εργαλείων ή σκευών προετοιμασίας έτοιμων-προς-κατανάλωση σαλατών

Abstract

Οι φρεσκοκομμένες σαλάτες είναι πιθανοί φορείς παθογόνων μικροοργανισμών, αφενώς λόγω πιθανής μόλυνσης των λαχανικών πριν από την συγκομιδή τους και αφετέρου λόγω πιθανής ύπαρξης διασταυρούμενης επιμόλυνσης κατά την προετοιμασία τους. Ένα μοντέλο προσομοίωσης της βακτηριακής μεταφοράς μεταξύ των σκευών κοπής και των φρέσκων προϊόντων είναι μείζονος σημασίας για την ποσοτική αξιολόγηση των μικροβιακών κινδύνων σε φρεσκοκομμένες σαλάτες. Οι στόχοι της παρούσας μελέτης ήταν: i) ο καθορισμός της κατανομής του ρυθμού μεταφοράς των μικροοργανισμών Escherichia coli O157:H7 και Listeria monocytogenes μεταξύ φύλλων μαρουλιού και μαχαιριών κοπής τους, ii) η μοντελοποίηση της βακτηριακής μεταφοράς από μαχαίρια κοπής σε φρεσκοκομμένες σαλάτες, και το αντίστροφο, κατά την διαδικασία διαδοχικών κοπών πράσινων φυλλωδών λαχανικών, προσομοιάζοντας έτσι την παρεμβολή μολυσμένων παρτίδων λαχανικών κατά την προετοιμασία φρέσκων σαλατών. Η πειραματική πορεία που ακολουθήθηκε είναι η ακόλουθη. Μίγμα τριών στελεχών του μικροοργανισμού Escherichia coli O157:H7 και τριών του Listeria monocytogenes (ορότυποι 1/2a, 4b), χρησιμοποιήθηκαν για να γίνει εμβολιασμός, με εμβάπτιση, φρέσκων φύλλων μαρουλιού, που προηγουμένως είχαν πλυθεί με νερό. Το μέγεθος του εμβολίου που έφεραν τα φύλλα μαρουλιού ήταν 10 [5]

5 (HI) ή 10 (LI) log CFU/g. Ακολούθησε προσκόλληση των κυττάρων των μικροοργανισμών (1h, 4ºC). Στην συνέχεια τα φύλλα φυγοκεντρήθηκαν, προκειμένου να απομακρυνθεί η περίσσεια εμβολίου. Ακολούθως, χρησιμοποιήθηκαν 100 μαχαίρια για να γίνουν μονές κοπές εμβολιασμένων (HI) φύλλων (ένα μαχαίρι για κάθε κοπή). Η ίδια διαδικασία εφαρμόστηκε σε εμβολιασμένα φύλλα μαρουλιού που είχαν μείνει στους 4ºC για 4 ημέρες. Η ανάκτηση και η καταμέτρηση των μικροβιακών κυττάρων έγινε με την μέθοδο του επιχρίσματος με μπατονέτα. Το ποσοστό (%) της μεταφοράς στο μαχαίρι και το μαρούλι υπολογίστηκε ως «CFU/μαχαίρι» και «CFU/g δείγματος μαρουλιού», αντίστοιχα. Στην συνέχεια, αξιολογήθηκε η ποσοτική μεταφορά μικροβιακών κυττάρων από το μαχαίρι στο μαρούλι κατά την διαδικασία διαδοχικών κοπών. Ένα στείρο μαχαίρι επιμολύνθηκε με κοπή σε μολυσμένη παρτίδα φύλλων μαρουλιού που έφερε είτε υψηλό (HI), είτε χαμηλό (LI) πληθυσμό κυττάρων. Το μαχαίρι αυτό χρησιμοποιήθηκε για να πραγματοποιήσει 30 (HI) και 15 (LI) διαδοχικές κοπές σε ανεμβολίαστη παρτίδα μαρουλιών. Έγινε δειγματοληψία στα δείγματα μαρουλιού (10 g) που συλλέχθηκαν μετά 3 από κάθε κοπή καθώς και στο μαχαίρι προκειμένου να καταμετρηθεί το μικροβιακό φορτίο που έφεραν. Το μοντέλο που προτάθηκε από τους Møller et al. (2012), για να περιγράψει την μεταφορά (log CFU/g) Salmonella Typhimurium DT104, κατά τον τεμαχισμό χοιρινού κρέατος χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργηθεί ένα μοντέλο που θα περιγράψει την μεταφορά των E. coli O157:H7 και L. monocytogenes, κατά την διαδικασία διαδοχικών κοπών ανεμβολίαστου μαρουλιού, με μολυσμένο μαχαίρι. Η προσαρμογή του μοντέλου αξιολογήθηκε ως εξής: μολυσμένες παρτίδες φύλλων μαρουλιού (HI ή LI), παρεμβλήθηκαν σε συγκεκριμένα σημεία της διαδικασίας των διαδοχικών κοπών, και το μοντέλο προσομοίασε την μεταφορά των κυττάρων των δύο μικροοργανισμών τόσο στο μαχαίρι κοπής, όσο και στα δείγματα μαρουλιού. Το μοντέλο χρησιμοποιήθηκε επίσης προκειμένου να προσομοιάσει την μεταφορά των δύο μικροοργανισμών κατά την διαδικασία διαδοχικού τεμαχισμού λάχανου, με αυτόματη συσκευή τεμαχισμού λαχανικών. Το ποσοστό της μεταφοράς του μικροοργανισμού E. coli O157:H7 από μολυσμένο μαρούλι σε στείρα μαχαίρια, κατά την διαδικασία μονών κοπών κυμάνθηκε από 0,10 έως 53,01%. Για τον μικροοργανισμό L. monocytogenes, το αντίστοιχο ποσοστό κυμάνθηκε από 0,20 έως 18,16 την πρώτη ημέρα εμβολιασμού και αυξήθηκε την τέταρτη ημέρα φτάνοντας έως και 79,18%. Όσον αφορά τις διαδοχικές κοπές, αρχικά παρατηρήθηκε μια ταχεία μεταφορά την οποία ακολούθησε ο σχηματισμός μιας ασυμπτωτικής στον άξονα x «ουράς» (tailing) προσδίδοντας χαμηλή μεταφορά μικροβιακού πληθυσμού στο μαρούλι. Παρά το γεγονός ότι, η ίδια εικόνα παρατηρήθηκε και στους δύο μικροοργανισμούς, τα κύτταρα του βακτηρίου E. coli O157:H7, μεταφέρονται βραδύτερα από του L. monocytogenes. Οι τάσεις αυτές περιγράφονται επαρκώς από το μοντέλο μεταφοράς, ενώ οι τιμές των RMSE είναι χαμηλές καθώς κυμαίνονται μεταξύ 0,799-0,907 και 0,426-0,613 για τον E. coli O157:H7 και L. monocytogenes, αντίστοιχα. Το μοντέλο, επιπλέον έδειξε καλές επιδόσεις στις δοκιμές επικύρωσης με Bf 0,8-1,5 και Af 1,2-1,5. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας την αυτόματη συσκευή τεμαχισμού λαχανικών για να τεμαχιστεί λάχανο, η τάση πρόβλεψης ήταν παρόμοια, αλλά το μοντέλο υποτίμησε την μεταφορά των βακτηρίων. Αυτό πιθανώς οφείλεται στην συσσώρευση μολυσμένων φυτικών υπολειμμάτων στην συσκευή. Συμπερασματικά το μοντέλο που προτείνεται στην παρούσα μελέτη, αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για την εκτίμηση του κινδύνου κατά την προετοιμασία σαλατών που αποτελούνται από πράσινα φυλλώδη λαχανικά, καθώς και την πρόβλεψη των επιπτώσεων [6]

πιθανών σεναρίων διασταυρούμενης επιμόλυνσης, προκειμένου να εξασφαλιστούν ασφαλή τα τελικά προϊόντα

Fresh cut salads are potential vehicles of pathogens due to pre-harvest contamination, or cross-contamination during preparation. Model simulating bacterial transfer between cutting equipment and fresh produce is of high value for quantitative microbiological risk assessment of fresh cut salads. Our objectives were: i) to define the distribution of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes transfer rates between cutting knives and lettuce leaves and ii) to model the bacterial transfer from knives to fresh cut salads and vice versa during consecutive cuts of leafy greens, simulating preparation of fresh cut salads, also involving the sporadic introduction of contaminated leaves. Three-strain composites of E. coli O157:H7 and L. monocytogenes (serovars 1/2a, 4b) were used to dip inoculate fresh water-washed lettuce leaves with a population of 10

(HI) or 10 3 log CFU/g (LI). Following attachment of pathogens (1h, 4°C), the lettuce leaves were centrifuged to remove excessive inoculum. A hundred sterile knives were used to create single cuts of the inoculated (HI) leaves (one knife per cut). The same procedure was applied for inoculated lettuce leaves after 4 days at 4°C. Level of pathogens was enumerated on knives by swabbing. The % transfer to knife was determined as “cfu on knife/cfu on contaminated lettuce”. Next, the extent of transfer from knife to lettuce during consecutive cuts was evaluated. A sterile knife was contaminated by cutting inoculated lettuce leaves (bearing HI or LI levels). Subsequently, the knife was used to perform 30(HI) or 15(LI) consecutive cuts of noninoculated leaves. Leaf samples (10 g) were withdrawn during cutting for enumeration of pathogens remaining on knife or transferred to lettuce. The model suggested by Møller et al. (2012) to predict transfer (log CFU/g) of Salmonella Typhimurium DT104 during the grinding of pork was used to describe the transfer of E. coli O157:H7 and L. monocytogenes during cutting of fresh uncontaminated lettuce with contaminated knife. The model performance was evaluated as follows: contaminated batches of leaves (HI or LI) were “introduced” at specific points of the cutting process and the model simulated the transfer of the two organisms on knives and on each of the cut leaf sample. The model was also used to simulate the transfer of the two pathogens during shredding of cabbage with a household vegetable shredder (extrapolation experiments). [8]

5 The transfer percentage of E. coli O157:H7 from contaminated lettuce to uncontaminated knives during independent cuts varied from 0.1 to 53.01%. For L. monocytogenes, the respective percentage ranged from 0.20 to 18.16% on the first day and increased for the 4-days stored leaves up to 79.18%. For both pathogens the distribution was left-skewed. Regarding consecutive cuts, a rapid initial transfer was followed by an asymptotic tail at low populations moving to lettuce or residing on knife. Although the same pattern was observed for the two microorganisms, E. coli O157:H7 was transferred at slower rates compared to L. monocytogenes. These trends were sufficiently described by the transfer model, showing low RMSE values of 0.799-0.907 and 0.426-0.613 for E. coli O157:H7 and L. monocytogenes, respectively. The model also showed good performance in validation trials with Bf 0.8 -1.5, and Af 1.2-1.5. However, using the electric shredder to cut cabbage, the predicted trends were similar, but the model tended to underestimate the transfer of bacteria. This is probably associated with the accumulation of contaminated vegetable residues in the shredder. The present model could be a useful tool for the assessment of risk during preparation of salads made of leafy greens, predicting the impact of potential cross contamination scenarios on product safety