Учёные разработали метод сохранения качества продуктов при уничтожении патогенов

Высокие температуры пастеризации или стерилизации, необходимые для уничтожения патогенов (например, сальмонеллы и листерии), могут ухудшать вкус и питательную ценность продуктов. Дженнифер Акафф, доцент кафедры пищевой микробиологии и безопасности, и её команда ищут способ гарантировать безопасность с минимальной потерей качества.

Исследование сосредоточено на продуктах с низкой влажностью, таких как сухое молоко. Учёные использовали данные о безвредном микроорганизме-«суррогате» и статистический метод «бутстрэппинг», чтобы создать методологию выбора параметров обработки в рамках рекомендаций FDA.

Ключевая проблема: для валидации безопасности на промышленном масштабе часто используется «простое среднее» значение коэффициента уничтожения (kill ratio) суррогата к патогену. Однако этот метод не учитывает естественную изменчивость микроорганизмов. После вспышек заболеваний, связанных с сухими продуктами, индустрия перешла в «консервативный режим», требуя одинакового логарифмического снижения (log reduction) и для патогена, и для более устойчивого суррогата, что ведёт к избыточной термообработке и потере качества.

Предлагаемое решение:

• Используя метод бутстрэппинга на данных по суррогату Enterococcus faecium, исследователи оценили распределение коэффициента уничтожения, а не просто его среднее значение.
• Это позволяет рассчитать конечный коэффициент на «скользящей шкале риска». Например, для уровня риска в 1% может потребоваться 9-log снижение суррогата, а для уровня в 10% — 6.5-log снижение, чтобы быть эквивалентным 12-log снижению патогена (стерилизация).
• Такой подход находит баланс между уничтожением вредных бактерий и сохранением витаминов, минералов и вкуса.

Перспективы: Разработанная методология, объединяющая микробиологию, инженерию и статистику, предоставляет пищевой индустрии инструмент для выбора обоснованных параметров обработки. Производители могут использовать её, чтобы подать петицию в FDA для утверждения конкретного процесса. Метод не ограничен продуктами с низкой влажностью и может быть расширен на другие пищевые продукты и процессы.

Исследование «Bootstrapping for Estimating the Conservative Kill Ratio of the Surrogate to the Pathogen for Use in Thermal Process Validation at the Industrial Scale» опубликовано в Journal of Food Production.