Når fødevarer puster: Sådan kan DNA-sekventering afsløre skjulte fordærvere
Luftproduktion i fødevarer, der fx er pakket i vakuum, modificeret atmosfære eller plastbeholdere, er et velkendt – og dyrt – problem for fødevareproducenter. Når emballagen begynder at bule ud, peger det på mikrobiel gasdannelse og fordærv. Skal man finde årsagen og afbryde kontaminationsvejen, er man nødt til at kende identiteten af ”synderne”. Men hvad gør man, hvis de klassiske laboratoriemetoder ikke kan finde den skyldige?
På Teknologisk Institut anvender vi DNA-sekventering til at undersøge årsagerne til mikrobiel gasdannelse og andre former for fordærv. For eksempel har vi analyseret salatdressinger med tydeligt oppustede emballager. Formålet var både at identificere, hvilke bakterier der stod bag fordærvet, og at vurdere, hvordan DNA-baserede metoder kan supplere traditionelle dyrkningsmetoder.
Hvad viste de klassiske analyser?
De oppustede dressinger blev først analyseret med dyrkningsbaserede metoder for totalkim og mælkesyrebakterier, som ofte er problembakterier i denne type produkter.
Resultaterne var overraskende: Det totale bakterietal lå under 3 log CFU/g i alle prøver, hvilket er 3-4 størrelsesordener lavere, end hvad man normalt ville forvente i et produkt med tydelig gasdannelse. Der var desuden ingen vækst af mælkesyrebakterier og ingen luftproduktion på substrater specifikke for mælkesyrebakterier. De klassiske metoder gav altså ingen forklaring på, hvorfor produkterne blæste op.
DNA-sekventering afslørede de skjulte bakterier
Samtidig blev produkterne analyseret ved hjælp af 16S rRNA-gen sekventering. Der blev brugt en standardmetode, som ikke fjerner DNA fra døde eller inaktiverede celler. Analysen registrerede derfor DNA fra både levende, døde og såkaldte VBNC-celler (viable but non-culturable – levedygtige, men ikke dyrkbare).
DNA-sekventeringen identificerede en klar dominans af Lactobacillus-arter. Det peger på, at enten VBNC eller døde (men tidligere levedygtige) lactobaciller kan have været ansvarlige for fordærv og gasproduktion – selv om de ikke lod sig genfinde med traditionelle dyrkningsmetoder.
Klassisk mikrobiologi eller DNA-baserede metoder?
Traditionelle dyrkningsbaserede metoder har i årtier været standarden til mikrobiologisk kvalitetskontrol, men de har en vigtig begrænsning: Dyrkningsbaserede metoder afslører kun celler, der kan vokse frem under de valgte betingelser. Stressede, skadede eller VBNC-celler opdages ofte ikke, selvom de kan have spillet en vigtig rolle tidligere i produktets levetid. DNA fra fx døde celler kan omvendt give værdifuld information om, hvilke bakterier der på et tidspunkt har været aktive. DNA-sekventering giver et mere komplet billede, fordi metoden kan identificere både levende, døde og VBNC-bakterier og kan bruges til at spore potentielle fordærvere, selv når de ikke længere kan dyrkes frem i laboratoriet.
Fra fejlsøgning til forebyggelse
For fødevareproducenter betyder dette, at fejlsøgning ved kvalitetsproblemer kan blive mere præcis – også når de klassiske analyser “ikke finder noget”. Man opnår dermed en bedre mulighed for at identificere kritiske procestrin og spore forureningskilder blandt råvarerne, ligesom man kan arbejde mere målrettet med reformulering af recepter, procesoptimering og forbedret holdbarhed.
DNA-sekventering er ikke en erstatning for dyrkningsbaserede metoder, men et stærkt supplement, der kan forklare de tilfælde, hvor emballagen buler, selvom agarpladerne næsten er tomme, samt de situationer, hvor identifikation ikke er mulig ved hjælp af selektive substrater – hvilket ofte er tilfældet for fordærvelsesbakterier.