Jednym z ważniejszych czynników rozwinięcia się prognozowania mikrobiologicznego w latach 80-tych XX było pojawienie się wydajnych technologii komputerowych. Oznaczało to zwiększenie mocy obliczeniowej komputerów co z kolei umożliwiło wykonanie złożonych obliczeń koniecznych do pracy wieloiteracyjnych algorytmów szacujących parametry funkcji. W ten sposób interfejs programu stał się pomostem pomiędzy umiejętnościami i wiedzą człowieka a zasobami informacyjnymi „zaszytymi” w danych źródłowych.
Programy komputerowe wizualizują dane pierwotne (empiryczne), zebrane w laboratorium i wykorzystane do opracowania modelu. Pionierskim programem tego rodzaju, który pojawił się w wersji v. 1.0 w latach 90-tych ubiegłego stulecia, był Pathogen Modeling Program (PMP). Opracowany został przez dwa Departamenty Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA): Agricultural Research Service i Eastern Regional Research Center (ERRC). Jest to najstarsze opracowanie wykorzystujące jako podstawę mikrobiologię i modele predyktywne. Od 1990 roku PMP był rozpowszechniany w różnych formach: od pojedynczych arkuszy kalkulacyjnych, programów dostępnych komercyjnie, do samodzielnych programów dostępnych w Internecie nieodpłatnie. Podstawowym zastrzeżeniem do PMP jest nadal fakt, że dane służące do opracowania modeli pochodzą z hodowli drobnoustrojów prowadzonych na płynnych pożywkach mikrobiologicznych. Oznacza to, że w złożonym układzie jakim jest żywność te same drobnoustroje będą odpowiadały (rosły, zamierały, wytwarzały przetrwalniki, toksyny, bakteriocyny etc.) inaczej niż w płynnej pożywce mikrobiologicznej.
Chociaż pierwsze dostępne wersje programów do prognozowania w mikrobiologii były samodzielnymi narzędziami, obecnie dominują wersje programów on-line dostępne dla wszystkich i wszędzie za pośrednictwem sieci Internet (tabela). Niewątpliwie jest to duży krok poczyniony w stronę dostępu do efektów prognozowania mikrobiologicznego. Bazy danych zbierają opracowane w różnym czasie, przez różnych autorów modele prognozujące zachowanie drobnoustrojów.
Jakość i użyteczność modelu zależy w największym stopniu od danych empirycznych, które posłużyły do jego opracowania oraz cech produktu i środowiska jakie wzięto pod uwagę w doświadczeniu którego celem jest zebranie danych mikrobiologicznych. W tym kontekście korzystając z gotowego, dostępnego w bazie modelu należy szukać informacji źródłowych odpowiadających na pytanie czy możemy zastosować wyniki uzyskanych prognoz bezpośrednio i czy będą one ważne w przypadku naszego produktu. Po weryfikacji informacji o pochodzeniu modelu np. dzięki odnalezieniu publikacji źródłowej, może się okazać, że model powstał kilka czy nawet kilkadziesiąt lat wcześniej, a dane źródłowe do jego opracowania pochodziły z produktu pochodzącego z innej strefy klimatycznej. W praktyce oznacza to, że najprawdopodobniej poziom zanieczyszczenia początkowego produktu w przeszłości był istotnie wyższy, a ekologia mikroorganizmów nie przystaje do naszego produktu z powodu panujących generalnie w regionie wyższych temperatur, co oznacza inną mikroflorę natywnie występującą w produkcie.
Walidacja modelu to kolejny aspekt na jaki należy zwrócić uwagę korzystając z narzędzi dostępnych on-line. Opracowanie modelu matematycznego obejmuje cztery etapy postępowania: planowanie; zbieranie i analiza danych; opis matematyczny i walidacja modelu. W przypadku dostępnych on-line narzędzi najważniejsze jest sprawdzenie czy model, z którego korzystamy został zwalidowany. Niektóre programy jak PMP same informują użytkownika o tym fakcie i dopiero po zaakceptowaniu informacji o rodzaju opracowanych modeli pozwalają na dostęp. Walidacja oznacza sprawdzenie, niezależną metodą, wiarygodności uzyskiwanych wyników prognoz. Walidacja może być prowadzona metodami zewnętrznymi, wewnętrznymi lub przynajmniej poprzez graficzną interpretację prognozowanych vs doświadczalnych danych. Jeśli chcemy wykorzystać informacje na temat współczynnika tempa wzrostu czy długości trwania lagfazy, które prognozuje model dostępny w internetowym programie lub bazie np. do nadania terminu przydatności/daty minimalnej trwałości należy zawsze sprawdzić kiedy i jaką metodą ten model został zwalidowany. Większość narzędzi dostępnych w internecie nie posiada walidowanych modeli prognostycznych co sprawia, że udostępniane rozwiązania mają charakter poglądowy i edukacyjny a proponowane wyniki wymagają weryfikacji przez użytkownika. W przypadku korzystania z modelu opracowanego na podstawie danych pochodzących z matrycy żywnościowej ograniczeniem jest brak możliwości odtworzenia informacji o recepturze produktu, technologii itd. zatem prognozowanie ma charakter orientacyjny i poglądowy. Dodatkowym ograniczeniem w korzystaniu z tego typu opracowań może też bariera językowa w nomenklaturze mikrobiologicznej i matematyczno-statystycznej.
Rozwiązaniem jest opracowanie własnego modelu prognozującego wzrost/inaktywację/przeżywalność mikroflory natywnej produktu. Można również uzyskać informację dotyczącą charakterystyki potencjalnego patogenu gdyby ten znalazł się w produkcie (challenge test). Informacje dostarczone przez model pozwalają uzyskać ilościowe informacje o stanie mikrobiologicznym produktu w każdym dniu, a nawet godzinie obecności produktu w łańcuchu dostaw. Łatwo na ich podstawie udokumentować nadany TPS, ocenić bezpieczeństwo, oszacować ryzyka mikrobiologiczne. Powyższe informacje poprawiają: racjonalizację podejmowanych decyzji dotyczących zarządzania bezpieczeństwem produktów w organizacji, wizualizację negocjacji reklamacji, ograniczenie strat na etapie łańcucha dostaw oraz marnotrawstwa na etapie gospodarstw domowych dzięki precyzyjnie oszacowanemu terminowi przydatności do spożycia.
Literatura dostępna w redakcji
dr inż. Elżbieta Rosiak
