Η ταχεία και ευαίσθητη ανίχνευση παθογόνων μικροοργανισμών είναι υψίστης σημασίας σε πολλούς τομείς, όπως η βιομηχανία τροφίμων. Η παρούσα διατριβή παρέχει μια ολοκληρωμένη εξέταση των σύγχρονων μοριακών τεχνικών που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση μικροοργανισμών στα τρόφιμα, με έμφαση στο εξελισσόμενο τοπίο των αναλυτικών τεχνικών. Το περιεχόμενο χωρίζεται συστηματικά σε λεπτομερείς ενότητες, ξεκινώντας με μια εισαγωγή στη μικροβιολογία, καλύπτοντας τις βασικές αρχές των μικροοργανισμών, το μικροβίωμα και μια ιστορική επισκόπηση των μικροβιολογικών εξελίξεων. Σημαντική έμφαση δίνεται στους μικροοργανισμούς των τροφίμων, συζητώντας τις διατροφικές τους απαιτήσεις, την υγρασία και τη δραστηριότητα του νερού, τα επίπεδα pH, το δυναμικό οξειδοαναγωγής, τις επιδράσεις της θερμοκρασίας, τους αναστολείς, τους φυσικούς φραγμούς, τις τροποποιημένες ατμόσφαιρες και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφόρων μικροοργανισμών και περιβαλλοντικών παραγόντων. Η διατριβή διερευνά επίσης τις ασθένειες που προκαλούνται από τροφιμογενείς μικροοργανισμούς, υπογραμμίζοντας τις επιπτώσεις στη δημόσια υγεία. Ο πυρήνας της διατριβής έγκειται στη λεπτομερή διερεύνηση των τεχνικών ανίχνευσης μικροοργανισμών. Οι παραδοσιακές μέθοδοι εξετάζονται διεξοδικά, συμπεριλαμβανομένων των μεθόδων παρακολούθησης της ανάπτυξης (παραγωγή αερίων, ηλεκτροχημικές μέθοδοι, βιοφωταύγεια, μικροθερμιδομετρία και θολωσιμετρία) και των μεθόδων ανίχνευσης μεμονωμένων κυττάρων (κυτταρομετρία στερεάς φάσης, κυτταρομετρία ροής, ανίχνευση κυτταρικών συστατικών, ανοσολογικές μέθοδοι, φασματοσκοπία υπερύθρου και φασματομετρία μάζας). Στη συνέχεια, η διατριβή μεταβαίνει σε μοριακές τεχνικές αιχμής, όπως η PCR, συμπεριλαμβανομένης της Multiplex PCR και της ποσοτικής φθορίζουσας PCR πραγματικού χρόνου, της ψηφιακής PCR, της ισοθερμικής ενίσχυσης και της αλληλούχισης επόμενης γενιάς (NGS). Η εφαρμογή αυτών των τεχνικών στην ανάλυση δειγμάτων τροφίμων αναλύεται κριτικά, παρέχοντας εικόνα των αρχών λειτουργίας τους, των πλεονεκτημάτων, των περιορισμών και των δυνατοτήτων τους για την ενίσχυση της ασφάλειας των τροφίμων. Η ερευνητική μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε περιλαμβάνει μια ενδελεχή βιβλιογραφική ανασκόπηση, η οποία καθοδηγείται από αυστηρά κριτήρια συμπερίληψης και αποκλεισμού, αξιοποιώντας βάσεις δεδομένων όπως οι PubMed, Scopus και Web of Science.

Rapid and sensitive detection of pathogens is of paramount importance in many sectors, such as the food industry. This thesis provides a comprehensive review of current molecular techniques used for the detection of microorganisms in food, with a focus on the evolving landscape of analytical techniques. The content is systematically divided into detailed sections, starting with an introduction to microbiology, covering the fundamentals of microorganisms, the microbiome and a historical overview of microbiological developments. Considerable emphasis is placed on food microorganisms, discussing their nutritional requirements, moisture and water activity, pH levels, redox potential, temperature effects, inhibitors, natural barriers, modified atmospheres, and interactions between various microorganisms and environmental factors. The thesis also investigates diseases caused by food-borne microorganisms, highlighting the public health implications. The core of the thesis lies in the detailed investigation of microorganism detection techniques. Traditional methods are examined in detail, including growth monitoring methods (gas generation, electrochemical methods, bioluminescence, microcalorimetry and tholerometry) and methods for the detection of single cells (solid phase cytometry, flow cytometry, cellular component detection, immunological methods, infrared spectroscopy and mass spectrometry). The thesis then moves on to cutting-edge molecular techniques such as PCR, including multiplex PCR and real-time quantitative fluorescent PCR, digital PCR, isothermal amplification and next-generation sequencing (NGS). The application of these techniques to the analysis of food samples is critically reviewed, providing insight into their principles of operation, advantages, limitations and potential for enhancing food safety. The research methodology used includes a thorough literature review, guided by strict inclusion and exclusion criteria, utilizing databases such as PubMed, Scopus and Web of Science.