PREDICTIVE MICROBIOLOGY OF FOOD

Streszczenie: Pojęcie ,,mikrobiologia prognostyczna” po raz pierwszy w języku polskim zostało użyte w 1994 roku przez prof. Ilnicką-Olejniczak. Natomiast początki prognozowania w mikrobiologii sięgają roku 1920 kiedy to Bigelow opracował zależność logarytmicznoliniową kinetyki śmierci mikroorganizmów. Mikrobiologia prognostyczna jest subdyscypliną mikrobiologii żywności, której zadaniem jest przewidywanie zachowań mikroorganizmów w żywności z wykorzystaniem modeli matematycznych. Model prognostyczny w przypadku mikrobiologii jest z reguły uproszczonym opisem korelacji pomiędzy zaobserwowanymi reakcjami oraz czynnikami odpowiedzialnymi za pojawienie się tych reakcji. Wyróżnia się kilka głównych koncepcji modeli (empiryczne vs mechanistyczne; stochastyczne vs deterministyczne; dynamiczne vs statyczne) w ramach których istnieją podziały modeli w zależności od rodzaju badanego drobnoustroju czy natury problemów powodowanych przez drobnoustroje (kinetyczne vs probabilistyczne), opisywanych zmiennych (modele pierwszo-, drugoi trzeciorzędowe) czy oddziaływania czynników środowiskowych na populacje drobnoustrojów (modele wzrostu, przeżywalności, inaktywacji). Do nowej generacji modeli zalicza się modele molekularne i genomowe, modele transferu, ANN, modele interakcji między gatunkami oraz modele pojedynczej komórki.

Proces powstawania matematycznego modelu wymaga koordynacji pracy i wiedzy z zakresu: mikrobiologii, statystyki, matematyki, chemii, inżynierii procesowej oraz informatyki. Wymaga również odpowiedniego sprzętu i oprogramowania komputerowego. Wyróżnia się cztery etapy postępowania przy konstrukcji modelu matematycznego: planowanie; zbieranie i analiza danych; opis matematyczny; walidacja i przechowywanie danych.

W ostatnich latach opracowano liczne programy do prognozowania w mikrobiologii FISHMAP, FSSP, Dairy Product Safety Predictor, Sym’Previus, GroPIN, Listeria Meat FDA-iRISK, TRiMiCri, Microbial Responses, GlnaFiT, FILTREX, PMM-Lab. Natomiast baza danych ComBase, jest osiągnięciem pionierskim jako narzędzie działające on-line. Niektóre programy spełniają wymagania do tworzenia Repozytoriów Modeli Bezpieczeństwa Żywności (FSMR – Food Safety Model Repositories).

1. Wprowadzenie. 2. Idea mikrobiologii prognostycznej. 3. Rys historyczny mikrobiologii prognostycznej. 4. Pojęcie modelu i koncepcje modelowania w mikrobiologii żywności. 4.1. Koncepcja 1: modele empiryczne vs mechanistyczne. 4.2. Koncepcja 2: modele statyczne vs dynamiczne. 4.3. Koncepcja 3: modele stochastyczne vs deterministyczne. 5. Podziały modeli prognostycznych. 5.1. Sieci neuronowe. 5.2. Nowa generacja modeli prognostycznych. 6. Konstrukcja modelu prognostycznego. 6.1. Planowanie doświadczenia. 6.2. Zbieranie danych. 6.3. Analiza danych. 6.4 Walidacja modelu. 7. Prognozowanie mikrobiologiczne w analizie ryzyka. 8.Podsumowanie