جزء من محور أخذ العينات الميكروبيولوجية في مركز التعلّم من TAAG. وإذا كان يهمّك أخذ العينات من بيئة المصنع، فراجع الرصد البيئي في مصانع الأغذية.
فهرس المقال
لماذا لا تكفي عينة واحدة
لا تتوزع الكائنات الدقيقة بصورة منتظمة في الدفعة. فقد تتركز في عدد قليل من العبوات، أو في منطقة من كيس، أو في كتل داخل مسحوق. ولذلك، حين يكون القرار هو قبول دفعة من مادة خام أو منتج نهائي أو رفضها، فإن تحليل وحدة واحدة لا يقول إلا القليل. ويلخّص الدستور الغذائي (Codex Alimentarius) ذلك في تحذير ينبغي استحضاره: خطة أخذ العينات المصمَّمة جيدًا تحدد احتمال كشف الكائنات الدقيقة في دفعة، لكن لا خطة تستطيع ضمان غياب كائن بعينه.
تتناول هذه المقالة أخذ عينات الدفعات. أما أخذ العينات من الأسطح وبيئة المصنع فيُشرح في الدليلين الخاصين بـ أخذ عينات الأسطح والرصد البيئي.
ما هو المعيار الميكروبيولوجي
وفقًا لمبادئ الدستور الغذائي لوضع المعايير الميكروبيولوجية وتطبيقها (CXG 21-1997، المنقَّحة عام 2013)، يتضمن المعيار الكائن الدقيق المعني، وخطة أخذ العينات بعدد الوحدات المطلوب أخذها وحجم الوحدة التحليلية، والحدود الميكروبيولوجية، وعدد الوحدات التي يجب أن تستوفيها، والطرق التحليلية، وبحسب غرضه، مؤشرًا للأداء الإحصائي للخطة. والمعيار دون خطة أخذ عينات مجرد رقم.
ويميّز الدستور الغذائي بين نوعين من الخطط. فـالخطط بالمتغيرات تستخدم نتائج العدّ دون تجميعها وتتطلب معرفة توزيع الكائنات الدقيقة في الدفعة، ولذلك يقل استخدامها. أما الخطط بالصفات فتصنّف كل وحدة على أنها مطابقة أو غير مطابقة، وهي عمليًا الأكثر استخدامًا لقبول الدفعات. وشرطها الوحيد أن تؤخذ الوحدات بتقنية احتمالية، مثل أخذ العينات العشوائي البسيط أو الطبقي، من الدفعة بأكملها.
المعاملات الأربعة: n وc وm وM
- n: عدد وحدات العينة التي تؤخذ من الدفعة، بصورة مستقلة وعشوائية.
- c: أقصى عدد من الوحدات التي يمكن أن تعطي نتيجة غير مرغوبة دون أن تُرفض الدفعة.
- m: الحد الميكروبيولوجي الذي يفصل الوحدات المطابقة عن غير المطابقة (في خطة الفئتين) أو عن المقبولة بصورة هامشية (في خطة الثلاث فئات).
- M: في خطة الثلاث فئات، الحد الذي تكون الوحدة فوقه غير مقبولة.
خطط الفئتين
كل وحدة إما مطابقة أو غير مطابقة. وهي الخطة النموذجية للمُمرِضات، حيث يُحلَّل الوجود أو الغياب في كمية محددة وتكون c عادةً 0. فمثلًا، تشترط اللائحة (EC) 2073/2005 بالنسبة لـ Salmonella في اللحم المفروم المخصص للاستهلاك نيئًا n = 5 وc = 0، مع الغياب في 25 غ: ويكفي نتيجة إيجابية واحدة في أي من الوحدات الخمس لتكون النتيجة غير مرضية.
خطط الثلاث فئات
تُستخدم مع نتائج العدّ. فالوحدات التي تقل عن m مطابقة، والتي تقع بين m وM مقبولة بصورة هامشية، والتي تتجاوز M غير مقبولة. وفي اللائحة نفسها، معيار نظافة العملية لـ E. coli في اللحم المفروم هو n = 5 وc = 2 وm = 50 CFU/غ وM = 500 CFU/غ. وتكون النتيجة مرضية إذا كانت جميع القيم دون m؛ ومقبولة إذا وقعت وحدتان على الأكثر من خمس بين m وM وكانت الباقية دون m؛ وغير مرضية إذا تجاوزت أي قيمة M أو وقعت أكثر من وحدتين بين m وM.
ما مدى صرامة الخطة فعلًا
يُوصف أداء الخطة بـمنحنى الخاصية التشغيلية (منحنى OC)، الذي يبيّن احتمال قبول الدفعة بحسب نسبة الوحدات المعيبة التي تحتويها. ويطلب الدستور الغذائي أن تبيّن الخطة هذه الخصائص الإحصائية. وحساب بسيط للخطط ذات c = 0 يوضح ذلك:
- دفعة تلوّث 10 % من وحداتها تُقبل باحتمال 0.95، أي نحو 59 %، إذا أُخذت 5 وحدات. وبـ 30 وحدة ينخفض الاحتمال إلى نحو 4 %.
- إذا كان 1 % فقط من الوحدات ملوثًا، فإن خطة من 5 وحدات تقبل الدفعة في نحو 95 % من المرات، وخطة من 60 وحدة في نحو 55 %.
والخلاصة مزعجة لكنها مهمة: فالخطط ذات الوحدات القليلة تكشف جيدًا الدفعات شديدة التلوث، وتكشف بصورة سيئة جدًا الدفعات ذات التلوث المنخفض والمبعثر. وزيادة n تجعل المنحنى أشد انحدارًا وتحسّن التمييز؛ وخفض c يقلل المخاطرة على المستهلك لكنه يزيد احتمال رفض دفعات مقبولة. وأداة خطط أخذ العينات المجانية من ICMSF، وهي جدول بيانات، تقدّر هذه الاحتمالات لخطط الفئتين والثلاث فئات.
مخطط الحالات لدى ICMSF
اقترحت اللجنة الدولية للمواصفات الميكروبيولوجية للأغذية (ICMSF) مواءمة صرامة الخطة مع الخطر، بـ 15 حالة تجمع بين خطورة المخاطر وما قد يحدث للغذاء بين أخذ العينات والاستهلاك: أن تقلل الظروف الخطر، أو ألّا تغيّره، أو أن تزيده. وللمخاطر الجسيمة (الحالات 10 إلى 12) تستخدم خطط الفئتين ذات c = 0 ما مقداره 5 و10 و20 وحدة؛ وللمخاطر الشديدة (الحالات 13 إلى 15)، 15 و30 و60 وحدة.
ويقدّر تحليل إحصائي نشرته ICMSF (Dahms، 2004)، يفترض توزيعًا لوغاريتميًا طبيعيًا بانحراف معياري 0.8 log، أن الحالة 10 (n = 5، c = 0، الغياب في 25 غ) ترفض باحتمال 95 % الدفعات ذات المتوسط الهندسي 1 CFU كل 32 غ، بينما تصل الحالة 15 (n = 60) إلى دفعات 1 CFU كل 526 غ. ويبيّن الفرق لماذا تحصل الأغذية الموجَّهة للفئات الحساسة على أشد الخطط صرامة: فاللائحة 2073/2005 نفسها تشترط n = 30 لـ Salmonella في تركيبات حليب الأطفال المجففة.
وحدة العينة والوحدة التحليلية والعينات المركَّبة
وحدة العينة هي ما يُؤخذ من الدفعة؛ والوحدة التحليلية هي الحصة التي تُحلَّل (مثلًا 25 غ). ويوصي الدليل البكتريولوجي التحليلي (BAM) الصادر عن FDA بالحصول على 100 غ على الأقل لكل وحدة عينة، ويصنّف الأغذية في ثلاث فئات بالنسبة لـ Salmonella، بـ 60 أو 30 أو 15 وحدة تحليلية بحسب حساسية المستهلك ووجود خطوة قاتلة لاحقة.
ولتقليل عبء العمل، يتيح BAM جمع خمس عشرة وحدة من 25 غ في عينة مركَّبة قدرها 375 غ، ما لم تنص الطريقة على خلاف ذلك. ويقيّد الدستور الغذائي هذه الممارسة: فيمكن النظر في تركيب العينات في تحاليل الوجود أو الغياب ضمن خطة فئتين، شريطة ألّا يؤثر في النتيجة مقارنةً بتحليل الوحدات منفردة، لكنه غير مناسب لعمليات العدّ ولا لخطط الثلاث فئات، لأنه يخفّف تركيز كل وحدة.
قواعد عملية كثيرًا ما تُنسى
- عدم تكرار التحليل «لتأكيد» دفعة: يشير الدستور الغذائي إلى أنه، ما لم تنص الخطة على خلاف ذلك، لا ينبغي إخضاع الدفعة لتحليل جديد. فأخذ العينات حتى الحصول على سلبي يُبطل المنطق الإحصائي للخطة.
- الخطة حدّ أدنى عند تقييم دفعة: تنص اللائحة 2073/2005 على أنه إذا كان الهدف تقييم مقبولية دفعة، فيجب احترام خططها على أنها حد أدنى. ولا تسمح بتقليل عدد الوحدات إلا حين يثبت المشغّل، بسجل موثَّق، إجراءات فعّالة مبنية على HACCP.
- النوافذ المتحركة للتحقق من العمليات: حين يكون الهدف التحقق من عملية لا قبول دفعة، يصف الدستور الغذائي نهج النافذة المتحركة، الذي يقارن دائمًا آخر n نتيجة بالحدود.
- أخذ العينات يتفوق على الطريقة: فطريقة ذات حد كشف ممتاز لا تعوّض خطة قليلة الوحدات في دفعة ذات تلوث مبعثر، كما يحدث في الأغذية منخفضة الرطوبة.
وبعد أخذها، يجب أن تصل الوحدات إلى المختبر دون تغيّر. وتُفصَّل ظروف الشحن في مقالة نقل العينات وحفظها.
الخلاصة
تحوّل خطط أخذ العينات بالصفات المعيار الميكروبيولوجي إلى قرار باحتمال معروف. وحسن قراءة n وc وm وM، وفهم منحنى التشغيل الكامن وراءها، يتيح معرفة أي الدفعات تكشفها الخطة وأيها تتركه يمرّ. ومواءمة الصرامة مع الخطر، كما تقترح ICMSF، واحترام الخطط الدنيا، وعدم تكرار التحاليل لإنقاذ دفعة، هي أسس أن يؤدي أخذ العينات وظيفته.
عن TAAG
تعرّف على كيف تختصر مجموعات الكشف الجزيئي من TAAG زمن الاستجابة حين تتطلب خطة أخذ العينات تحليل وحدات كثيرة لكل دفعة.
الأسئلة الشائعة
ماذا تعني n وc وm وM في معيار ميكروبيولوجي؟
n هو عدد الوحدات المأخوذة من الدفعة؛ وc أقصى عدد من الوحدات ذات النتيجة غير المرغوبة المسموح به؛ وm الحد الذي يفصل الوحدات المطابقة؛ وM، في خطط الثلاث فئات، الحد الذي تكون الوحدة فوقه غير مقبولة.
متى تُستخدم خطة الفئتين ومتى خطة الثلاث فئات؟
تُستخدم خطط الفئتين عادةً للمُمرِضات، بتحليل الوجود أو الغياب وc = 0. وتُستخدم خطط الثلاث فئات مع نتائج العدّ، مثل مؤشرات النظافة، حيث يُسمح بعدد محدود من الوحدات بين m وM.
هل تضمن خطة n = 5، c = 0 سلبية أن الدفعة خالية من المُمرِض؟
لا. فلو كان 10 % من وحدات الدفعة ملوثًا، فإن هذه الخطة ستقبلها في نحو 59 % من المرات. ولا تستطيع أي خطة أخذ عينات ضمان غياب كائن دقيق؛ بل تحدد احتمال كشفه فقط.
هل يمكن خلط عدة وحدات في عينة مركَّبة؟
في تحاليل الوجود أو الغياب ضمن خطة فئتين، نعم، شريطة ألّا يؤثر ذلك في النتيجة مقارنةً بالتحليل المنفرد. ويشير الدستور الغذائي إلى أنه غير مناسب في عمليات العدّ ولا في خطط الثلاث فئات.