Sekvensering av bakteriens DNA for å optimalisere holdbarheten i kjøtt
Kunder stiller høye krav til kjøttets holdbarhet, og holdbarhet kan derfor være en av de avgjørende faktorene når de forhandler om kundeavtaler. Holdbarhet er nært knyttet til produksjonshygiene, og ved å kjenne bakteriene som er naturlig til stede i produksjonsmiljøet, kan hygiene og holdbarhet optimaliseres. Sekvensering av bakteriens DNA er nøkkelen til denne optimaliseringen.
DNA-baserte metoder har etter hvert blitt godt etablert for å identifisere mikroorganismer. Disse metodene inkluderer sekvensering av 16S rRNA-sekvensen, en type bakteriell artstrekkode som gjør det mulig å identifisere nesten alle bakterier som er tilstede i et kjøttprodukt- eller produksjonsmiljø. DNA-sekvensering har tidligere krevd svært dyrt utstyr så vel som høyt spesialisert personell. De siste årene har det vært en revolusjon i sekvenseringsteknologien, noe som har ført til at DNA-sekvensering har nådd et punkt der analysen inkludert utstyr er så billig og rask at den har blitt interessant i en produksjonskontekst. Brukervennlig sekvenseringsutstyr og sanntidsanalyse av DNA-sekvenser gjør at resultatene kan bli tilgjengelige i løpet av få timer.
Den tradisjonelle bakteriekontroll
Vanlige dyrkingsmetoder er vanligvis rettet mot en håndfull mikroorganismer, som tradisjonelt regnes som de hyppigste holdbarhetsbegrensende bakteriene. Problemet med disse dyrkingsmetodene er at de er arbeidsintensive, men enda viktigere er at de bare undersøker om utvalgte bakterier er til stede. Dermed kan andre holdbarhetsbegrensende bakterier være til stede i produktet som vi ikke finner. Så du får bare svar på de spesifikke spørsmålene du stiller, og hvordan kan du vite på forhånd hvilke naturlig forekommende bakterier som er til stede i produksjonsmiljøet? Svaret er sekvensering av bakteriens DNA.
Sekvensering til prosesstyring
I en produksjonskontekst kan det være en utfordring å identifisere hvilke bakterier som kan være en holdbarhetsbegrensning for kjøttproduktet, da det ikke alltid er opplagt hvilke bakterier som er involvert og hvor i prosessen forurensningen oppstår. Ved hjelp av 16S-sekvensering har DMRI undersøkt bakteriesammensetningen av nyproduserte MA-pakkede applikasjonsprodukter og igjen etter utløpet av holdbarheten. Det ble observert at nyproduserte produkter inneholdt et bredt spekter av forskjellige bakteriearter, mens produktene på utløpsdatoen var dominert av bare en eller to bakteriearter som hadde vært i stand til å formere seg i pakken i holdbarhetsperioden. I tillegg viste studien at flere av de identifiserte bakterieartene som ble funnet ved holdbarhetsuttaket, krevde spesielle dyrkingsmetoder. Derfor ville de normalt ikke bli funnet i kjøttprodukter eller bli oppfattet som viktige fordervelsesbakterier.
Felttesting i matvarebransjen
Det ene er å ha metoden som kjører i et forskningslaboratorium – en annen er å bruke metoden i næringsmiddelindustrien. Vi pakket derfor utstyret vårt fra laboratoriet og tok det hele ut til en matprodusent. Her var målet å gjennomføre en test av produksjonsmiljøet og en test av et naturlig gjæret produkt. Samtidig ga felttesten oss nyttig kunnskap med tanke på kontinuerlig optimalisering av metoden, slik at vi sikrer at metoden kan implementeres i f.eks. kjøttbedrifter. Målet er at kvalitetsavdelingene selv skal kunne drive metoden.
En suksess
Alt i alt var denne lille felttesten en suksess, spesielt med tanke på det enkle oppsettet, og vi klarte å samle prøver, sekvens og rapportere resultatene til selskapets kvalitetssjef i løpet av samme dag. Selskapet fikk kunnskap om at deres naturlig gjærede produkt var på rett spor, da bakteriefloraen hovedsakelig besto av slekten Lactobacillus. I tillegg fikk selskapet kunnskap om hygienenivået på produksjonslinjen og ble oppmerksom på potensielle svake punkter på linjen.
Det var (selvfølgelig) flere utfordringer under felttesten, slik er tilfellet med metodeutvikling, men det var god kunnskap for vår fortsatte utvikling og optimalisering av metoden.
Fremtidens mikrobiologi
Ved DMRI bruker vi både andregenerasjons (Illumina) og tredjegenerasjons (Oxford Nanopore) sekvenseringsteknologi for å identifisere bakteriesammensetningen i produkter, på produksjonsutstyr og i produksjonsmiljøer.
