דגימה מיקרוביולוגית של אוויר במפעלי מזון: צלחות שקיעה ודוגמי אוויר אקטיביים

גם האוויר נושא מיקרואורגניזמים

רוב תוכניות הניטור הסביבתי מתמקדות במשטחים, ובצדק: שם הפתוגנים מתבססים ומשם הם עוברים אל המוצר. אבל בין משטח מזוהם למזון חשוף נמצא גם האוויר. סקירה של Masotti ושותפיו ב-Trends in Food Science & Technology מתארת אותו כגורם התורם לזיהום צולב: אף שהאוויר הנכנס למפעל מקורר ומסונן בדרך כלל, התהליכים, העובדים והמתקנים עצמם משחררים מיקרואורגניזמים פנימה. התוצאה היא ביו-אירוסולים המשתנים מאוד בין מפעלים, בתוך אותו מפעל ומיום ליום.

במחקר במפעל חלב ברזילאי שפורסם ב-Brazilian Journal of Microbiology, המחברים מציינים כמקורות העיקריים לאירוסולים את העובדים, ניקוזי הרצפה, מערכת האוורור והמים המופעלים בלחץ בזמן הניקוי והסניטציה.

מתי יש היגיון לדגום אוויר

דגימת אוויר תורמת יותר במקומות שבהם המוצר נותר חשוף לאחר הטיפול האחרון ולפני סגירת האריזה:

• אזורי קירור, חיתוך ואריזה של מוצרי אפייה, נקודה קריטית המתוארת במאמר על מיקרוביולוגיה באפייה.
• חדרי מילוי ואריזה של מוצרי חלב, משקאות ומוצרים בעלי חיי מדף ארוכים.
• אזורים של מזון מוכן לאכילה, שבהם אין שלב נוסף שמפחית את העומס.
• תהליכים הרגישים לקלקול על ידי עובשים ושמרים, המתפזרים בקלות באוויר, כפי שמוסבר במאמר על מיקרואורגניזמים מקלקלים.

היא שימושית גם לבדיקת ההשפעה של שינויים מסוימים: עבודות בנייה, מסנן חדש במערכת האוויר, שינוי בזרימת העובדים או ניקוי בצינורות בלחץ גבוה ליד מוצר חשוף.

שיטה פסיבית: צלחות שקיעה

התקן ISO 14698-1:2003, בנושא בקרת ביו-זיהום בחדרים נקיים ובסביבות מבוקרות, מגדיר צלחת שקיעה ככלי, למשל צלחת פטרי, עם מצע גידול סטרילי מתאים, הנשאר פתוח פרק זמן מוגדר כדי לאסוף את החלקיקים החיים הנחתים מן האוויר.

זוהי השיטה הפשוטה והזולה ביותר, והיא מודדת דבר בעל משמעות מעשית: מה שנופל על משטח פתוח, בדיוק כפי שהיה נופל על מוצר חשוף. מגבלתה היא שאינה מציינת כמה מיקרואורגניזמים יש ליחידת נפח אוויר, וחלקיקים קטנים, הנשארים תלויים, שוקעים מעט.

מדד הזיהום המיקרוביאלי של האוויר (IMA)

כדי שצלחות שקיעה יהיו ברות השוואה, Pasquarella ושותפיו הציעו את מדד IMA, בסכמה מתוקננת "1/1/1": צלחת בקוטר 9 ס"מ, פתוחה שעה אחת, במטר מעל הרצפה ובמרחק של כמטר מקירות ומכשולים. התוצאה מתבטאת ב-CFU לצלחת באותו פרק זמן. סקירה משנת 2020 ב-Acta Biomedica מביאה את הדרגות המוצעות (0 עד 5, טובה מאוד; 6 עד 25, טובה; 26 עד 50, בינונית; 51 עד 75, גרועה; מעל 75, גרועה מאוד) ומצאה שתעשיות המזון היו בין הסביבות הסגורות שבהן המדד יושם יותר מכול.

שיטות אקטיביות: דוגמי אוויר

דוגם אקטיבי שואב נפח ידוע של אוויר ואוסף את החלקיקים החיים, מה שמאפשר להביע את התוצאה ב-CFU/m³. ISO 14698-1 מבחין בין שני עקרונות:

• אימפקציה (פגיעה): האוויר פוגע במשטח מוצק, בדרך כלל צלחת אגר. זהו הפורמט הנפוץ ביותר במפעלים.
• Impingement (הטבעה בנוזל): האוויר פוגע בנוזל והחלקיקים נשארים בו, מה שמאפשר לאחר מכן לסנן, להזריע או לנתח בשיטות מולקולריות.

קיימים גם דוגמים בסינון, צנטריפוגליים ומדורגים. בדוגמי אימפקציה עם מכסה מנוקב, כמה חלקיקים יכולים לעבור דרך אותו חור, ולכן היצרנים מספקים טבלאות תיקון לספירה; המחקר במפעל החלב השתמש בתיקון זה עבור מכשיר בעל 400 חורים.

פסיבי או אקטיבי: מה אומרים הנתונים

המחקר של Salustiano ושותפיו השווה בין שתי השיטות בשישה אזורים במפעל חלב. התוצאות ממחישות היטב את ההבדלים ביניהן:

• דוגם האימפקציה שחזר פי 2 עד 10 יותר מיקרואורגניזמים מאשר השקיעה.
• הקבוצה הדומיננטית הייתה תלויה בשיטה: עם הדוגם שלטו שמרים ועובשים; עם צלחות השקיעה, חיידקים אירוביים מזופיליים.
• צלחות השקיעה לא זיהו קוליפורמים ולא Staphylococcus aureus, שהופיעו כן עם הדוגם, ברמות נמוכות.
• לחות האוויר הראתה קשר לעלייה בספירות; הטמפרטורה לא.

המחברים הסיקו שלשחזור מיקרואורגניזמים מהאוויר, לרבות פתוגנים, עדיפה שיטת האימפקציה. סקירת ה-IMA מוסיפה הבחנה חשובה: הדגימה האקטיבית מודדת את הריכוז באוויר והפסיבית משקפת את מה שמשקע על משטחים קריטיים, ואין שוויון קבוע ביניהן. מפעלים רבים משתמשים בשתיהן למטרות שונות.

כיצד מתכננים את הדגימה

נקודות, זמנים ומצבים

ISO 14698-1 דורש שהניטור יתוכנן לפי אזורי סיכון ושהדגימה עצמה לא תזהם את המוצר או את האזור. הוא מבחין גם בין שלושה מצבים של מתקן: חדש שנבנה זה עתה, במנוחה ובפעילות. במפעל מזון, המידע ביותר הוא בדרך כלל דגימה בזמן פעילות, ליד המוצר החשוף ובגובה משוער של קו הייצור, בתוספת דגימות במנוחה כדי להפריד בין תרומת התהליך לתרומת מערכת האוויר.

מצעים ודגירה

במחקר במפעל החלב נעשה שימוש באגר לספירה בצלחת לאירוביים מזופיליים, באגר תפוח אדמה-דקסטרוז לעובשים ושמרים, באגר VRB לקוליפורמים וב-Baird-Parker ל-S. aureus, בנפחים של 100 עד 1000 ליטר אוויר בהתאם לעומס הצפוי. מכסה הדוגם עוקר וחוטא באלכוהול 70% לפני כל דגימה ואחריה. כמו בכל הזרעה, התוצאה תלויה בכך שהמצעים מבוקרים, נושא שנגענו בו במאמר על בקרת איכות של מצעי גידול לפי ISO 11133. העברת הצלחות למעבדה נעשית לפי ההנחיות במאמר על הובלה ושימור של דגימות.

כיצד קוראים את התוצאות: אין גבול אוניברסלי

לעיתים קרובות מצוטטים ערכי ייחוס. המחקר הברזילאי מזכיר את אלה שמומלצים על ידי האגודה האמריקאית לבריאות הציבור (APHA) לאירוביים מזופיליים באזורי תהליך: 90 CFU/m³ עם דוגם ו-30 CFU/cm²/שבוע עם צלחות שקיעה; ומצטט הצעות אחרות, של 180 עד 360 CFU/m³ למזופילים ושל 70 עד 430 CFU/m³ לעובשים ושמרים, בהתאם לאזור.

סקירה שיטתית של Loveniers ושותפיו, שפורסמה ב-2024 ב-International Journal of Food Microbiology, מציבה את המספרים האלה בהקשר. לאחר ניתוח עשרים שנות ספרות, היא מסיקה שאין תקנים או הנחיות מבוססים עם גבולות כמותיים למיקרואורגניזמים באוויר בתעשיית המזון, שחסרות עדויות איתנות לקורלציה ישירה בין העומס באוויר לזיהום המוצר, ושהיעדר שיטות דגימה מתוקננות מונע השוואה בין מחקרים. הצעתה היא לקבוע קריטריונים המותאמים לכל מוצר והקשר ייצור, בהתבסס על הערכת סיכונים.

בפועל, זה מתיישב עם מה ש-ISO 14698-1 מבקש: שכל משתמש יקבע את רמות ההתראה והפעולה שלו, המתאימות לפעילותו ולכל אזור סיכון, על בסיס קו בסיס שהתקבל בעת ההפעלה ונבדק מעת לעת. מה שבעל ערך הוא המגמה לאורך זמן באותה נקודה, באותה שיטה, יותר ממספר בודד המושווה לנתון ממפעל אחר.

המסגרת הנורמטיבית

ISO 14698-1 ו-14698-2 נכתבו לחדרים נקיים, אך עקרונותיהם משמשים כהתייחסות בתעשיית המזון. באירופה פרסם CEN בשנת 2020 את התקן EN 17141, שהחליף את הגרסאות האירופיות של ISO 14698 וכולל נספח אינפורמטיבי לעיבוד מזון. תקני ISO 14698 נשארים בתוקף מחוץ לתחום זה.

כשהספירות עולות, הסקירה של Masotti סוקרת טיפולי אוויר כמו התזה כימית, אוזון, קרינת UV או פלזמה קרה, תמיד כהשלמה לניקוי ולסניטציה ולא כתחליף. ועלייה מתמשכת באוויר מקורה בדרך כלל במפעל עצמו, כמו ניקוז, ציוד עם ביופילם או נוהל ניקוי המייצר אירוסולים, ורצוי לחפש אותו באמצעות דגימת משטחים.

טעויות נפוצות

• השוואת תוצאות של צלחות שקיעה לגבולות המבוטאים ב-CFU/m³, או להפך.
• שינוי שיטה, מצע או זמן חשיפה בין מערכי דגימה ואובדן ההשוואתיות של המגמה.
• דגימה רק במנוחה, כשהמפעל אינו מייצר והאוויר נקי יותר.
• אימוץ גבול שפורסם לתעשייה אחרת בלי לבנות קו בסיס משלכם.
• התייחסות לאוויר כאל הסיבה ואי-חקירת המקור שמזהם אותו.