Математическая модель для предотвращения ботулизма

Производители продуктов питания могут использовать математическую модель, разработанную в Национальном институте пищевых продуктов Технического университета Дании, чтобы гарантировать безопасность своей продукции. Это самая комплексная модель в своём роде.

Производителям слабоконсервированных готовых к употреблению продуктов приходилось годами следовать строгим рекомендациям для предотвращения роста бактерий Clostridium botulinum и выработки сильного нейротоксина, вызывающего тяжёлое заболевание — ботулизм.

Для охлаждённых продуктов рекомендации требуют, чтобы содержание соли в воде продукта составляло не менее 3.5%. Это препятствует разработке продуктов с пониженным содержанием соли, полезных для общественного здоровья, так как большинство потребителей едят соли больше рекомендованной нормы.

До сих пор для выпуска продуктов с меньшим содержанием соли производителям приходилось проводить дорогостоящие и длительные лабораторные эксперименты, чтобы доказать безопасность нового рецепта.

Снижение потребности в дорогостоящих испытаниях

Исследователи разработали математическую модель, которая заменяет дорогостоящие эксперименты. Модель может предсказать, предотвратит ли конкретный рецепт охлаждённого продукта рост Clostridium botulinum и выработку токсина.

Это самая комплексная модель в мире. Она учитывает влияние температуры хранения, pH, содержания соли и использования пяти различных консервантов (таких как уксусная и молочная кислоты) на потенциальный рост бактерий и выработку токсина. Предыдущие модели включали лишь около половины этих факторов.

Модель изначально создавалась для рыбных продуктов. Однако валидационные исследования на более чем 500 различных продуктах показали, что её можно использовать для оценки безопасности рецептов как рыбных, так и птицеводческих продуктов. В будущем модель планируется адаптировать для мясных и овощных продуктов.

Значительный интерес со стороны индустрии

Работа над моделью описана в статье в International Journal of Food Microbiology. После её публикации несколько крупных производителей уже обратились в институт с целью протестировать безопасность своих рецептов с помощью модели.

Следующим шагом станет включение новой модели в программное обеспечение института Food Spoilage and Safety Predictor (FSSP) для повышения удобства использования. FSSP уже содержит ряд моделей для прогнозирования роста патогенов (например, Listeria monocytogenes) и бактерий порчи. Этой программой пользуются производители по всему миру для разработки продуктов и документирования их безопасности и срока годности.

Лабораторные эксперименты с менее опасными бактериями

Работа с токсигенными штаммами Clostridium botulinum требует строжайших мер безопасности. Для создания модели исследователи использовали изоляты Clostridium botulinum, не способные образовывать опасные токсины, но пригодные для прогнозирования отсутствия роста и, следовательно, отсутствия образования токсина в различных рецептурах. Это значительно упростило лабораторную работу.