Ubijte patogene bez uništavanja hrane

Iznova i iznova medije potresaju skandali oko kontaminirane hrane. Tisuće ljudi u razvijenim zemljama obolijevaju nakon što jedu kontaminiranu, pokvarenu ili krivotvorenu hranu. Broj proizvoda povučenih iz prodaje stalno raste.

Popis prijetnji sigurnosti hrane, ali i ljudima koji ih konzumiraju, mnogo je duži od poznatih patogena poput salmonele, norovirusa ili onih s posebno zloglasnim ugledom.

Unatoč oprezu industrije i korištenju niza tehnologija za očuvanje hrane, kao što su toplinska obrada i zračenje, ljudi se i dalje razboljevaju i umiru od kontaminirane i nezdrave hrane.

Izazov je pronaći skalabilne metode koje će ubiti opasne mikrobe uz zadržavanje okusa i nutritivne vrijednosti. To nije lako, jer mnoge metode ubijanja mikroorganizama imaju tendenciju razgraditi te brojke, uništiti vitamine ili promijeniti strukturu hrane. Drugim riječima, kipuća zelena salata može ga zadržati, ali će kulinarski učinak biti loš.

Hladna plazma i visoki tlak

Među brojnim načinima sterilizacije hrane, od mikrovalnih pećnica do pulsirajućeg ultraljubičastog zračenja i ozona, od velikog su interesa dvije nove tehnologije: hladna plazma i obrada pod visokim tlakom. Ni jedno ni drugo neće riješiti sve probleme, ali oba mogu pomoći u poboljšanju sigurnosti opskrbe hranom. U jednoj studiji provedenoj u Njemačkoj 2010. godine, znanstvenici nutricionisti uspjeli su eliminirati više od 20% određenih sojeva koji uzrokuju trovanje hranom unutar 99,99 sekundi nakon primjene hladne plazme.

hladna plazma to je visoko reaktivna tvar sastavljena od fotona, slobodnih elektrona i nabijenih atoma i molekula koja može deaktivirati mikroorganizme. Reakcije u plazmi također stvaraju energiju u obliku ultraljubičastog svjetla, oštećujući mikrobnu DNK.

Korištenje hladne plazme

Obrada pod visokim pritiskom (HPP) je mehanički proces koji stavlja ogroman pritisak na hranu. Međutim, zadržava svoj okus i nutritivnu vrijednost, zbog čega ga znanstvenici vide kao učinkovit način za borbu protiv mikroorganizama u hrani s malo vlage, mesu, pa čak i nekom povrću. HPS je zapravo stara ideja. Bert Holmes Hite, poljoprivredni istraživač, prvi je izvijestio o njegovoj upotrebi još 1899. dok je tražio načine za smanjenje kvarenja kravljeg mlijeka. Međutim, u njegovo vrijeme instalacije potrebne za hidroelektrane bile su vrlo složene i skupe za izgradnju.

Znanstvenici ne razumiju u potpunosti kako HPP inaktivira bakterije i viruse, a ostavlja hranu netaknutom. Oni znaju da ova metoda napada slabije kemijske veze koje mogu biti kritične za funkcioniranje bakterijskih enzima i drugih proteina. Istodobno, HPP ima ograničen učinak na kovalentne veze, pa kemikalije koje utječu na boju, okus i nutritivnu vrijednost hrane ostaju praktički netaknute. A budući da su stijenke biljnih stanica jače od membrana mikrobnih stanica, čini se da bolje podnose visoki pritisak.

Uništavanje mikrobnih stanica metodama prešanja

Posljednjih godina tzv "barijerna" metoda Lothar Leistner, koji kombinira mnoge sanitarne tehnike kako bi ubio što više patogena.

plus gospodarenje otpadom

Prema znanstvenicima, najlakši način da se osigura sigurnost hrane je da bude čista, kvalitetna i poznatog podrijetla. Veliki trgovački lanci poput Walmarta u SAD-u i Carrefoura u Europi već neko vrijeme koriste blockchain tehnologiju () u kombinaciji sa senzorima i skeniranim kodovima za kontrolu procesa dostave, podrijetla i kvalitete hrane. Ove metode također mogu pomoći u borbi za smanjenje bacanja hrane. Prema izvješću Boston Consulting Group (BCG), oko 1,6 milijardi tona hrane se baca u cijelom svijetu svake godine, a ako se ništa ne poduzme, ta bi brojka mogla porasti na 2030 milijardu do 2,1. Otpad je prisutan u svim lancima vrijednosti: od postrojenja proizvodnje do prerade i skladištenja, prerade i pakiranja, distribucije i maloprodaje, te konačno ponovno pojavljivanje u velikim razmjerima u fazi krajnje uporabe. Borba za sigurnost hrane prirodno vodi do smanjenja otpada. Uostalom, hrana koju ne oštećuju mikrobi i patogeni izbacuje se u manjoj mjeri.

Razmjeri bacanja hrane u svijetu

Stari i novi načini borbe za sigurnu hranu

• Toplinska obrada - ova skupina uključuje široko korištene metode, na primjer, pasterizaciju, t.j. uništavanje štetnih mikroba i proteina. Nedostatak im je što smanjuju okus i nutritivnu vrijednost proizvoda, a također i što visoka temperatura ne uništava sve patogene.
• Zračenje je tehnika koja se koristi u prehrambenoj industriji za izlaganje hrane elektronskim, rendgenskim ili gama zrakama koje uništavaju DNA, RNA ili druge kemijske strukture štetne za organizme. Problem je što se onečišćenje ne može ukloniti. Također postoji mnogo zabrinutosti oko doza zračenja koje zaposlenici u prehrambenoj industriji i potrošači moraju konzumirati.
• Korištenje visokih tlakova - ova metoda blokira proizvodnju štetnih proteina ili uništava stanične strukture mikroba. Dobro je prikladan za proizvode s niskim udjelom vode i ne oštećuje same proizvode. Nedostaci su visoki troškovi ugradnje i moguće uništavanje delikatnijih tkiva hrane. Ova metoda također ne ubija neke bakterijske spore.
• Hladna plazma je tehnologija u razvoju, čiji princip još nije u potpunosti objašnjen. Pretpostavlja se da u tim procesima nastaju aktivni kisikovi radikali koji uništavaju mikrobne stanice.
• UV zračenje je metoda koja se koristi u industriji koja uništava DNA i RNA strukture štetnih organizama. Utvrđeno je da je pulsirajuća ultraljubičasta svjetlost prikladnija za mikrobnu inaktivaciju. Nedostaci su: zagrijavanje površine proizvoda tijekom duljeg izlaganja, kao i zabrinutost za zdravlje radnika u industrijskim poduzećima gdje se koriste UV zrake.
• Ozoniranje, alotropni oblik kisika u tekućem ili plinovitom obliku, učinkovito je baktericidno sredstvo koje uništava stanične membrane i druge strukture organizama. Nažalost, oksidacija može pogoršati kvalitetu hrane. Osim toga, nije lako kontrolirati ujednačenost cijelog procesa.
• Oksidacija kemikalijama (npr. vodikov peroksid, peroctena kiselina, spojevi na bazi klora) - koristi se u industriji u pakiranju hrane, uništava stanične membrane i druge strukture organizama. Prednosti su jednostavnost i relativno niska cijena ugradnje. Kao i svaka oksidacija, ovi procesi također utječu na kvalitetu hrane. Osim toga, tvari na bazi klora mogu biti kancerogene.
• Korištenje radio valova i mikrovalova - utjecaj radio valova na hranu je predmet preliminarnih eksperimenata, iako se mikrovalovi (većih snaga) već koriste u mikrovalnim pećnicama. Ove metode su na neki način kombinacija toplinske obrade i zračenja. Ako uspiju, radiovalovi i mikrovalovi mogli bi ponuditi alternativu mnogim drugim metodama zadržavanja hrane i sanitarnih postupaka.