Ubijte patogene bez uništavanja hrane

Iznova i iznova medije potresaju skandali oko kontaminirane hrane. Hiljade ljudi u razvijenim zemljama se razboli nakon što jedu kontaminiranu, pokvarenu ili krivotvorenu hranu. Broj proizvoda koji se povlače iz prodaje stalno raste.

Lista prijetnji sigurnosti hrane, kao i ljudima koji je konzumiraju, mnogo je duža od poznatih patogena poput salmonele, norovirusa ili onih s posebno zloglasnom reputacijom.

Uprkos oprezu industrije i upotrebi niza tehnologija za očuvanje hrane, kao što su termička obrada i zračenje, ljudi i dalje obolijevaju 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 da degradiraju ove brojke, unište vitamine ili promijene strukturu hrane. Drugim riječima, kuhana zelena salata može da ga zadrži, ali će kulinarski učinak biti loš.

Hladna plazma i visoki pritisak

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

hladna plazma to je visoko reaktivna supstanca 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.

Upotreba 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 naučnici vide kao efikasan način za borbu protiv mikroorganizama u hrani s niskom vlagom, mesu, pa čak i nekom povrću. HPS je zapravo stara ideja. Bert Holmes Hite, poljoprivredni istraživač, prvi je prijavio njegovu upotrebu još 1899. dok je tražio načine da smanji kvarenje kravljeg mlijeka. Međutim, u njegovo vrijeme instalacije potrebne za hidroelektrane bile su vrlo složene i skupe za izgradnju.

Naučnici 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. Istovremeno, HPP ima ograničen učinak na kovalentne veze, tako da hemikalije koje utiču na boju, ukus i nutritivnu vrijednost hrane ostaju gotovo netaknute. A budući da su zidovi biljnih ćelija jači od membrana mikrobnih ćelija, čini se da su sposobnije da izdrže visoki pritisak.

Uništavanje mikrobnih ćelija metodama presovanja

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

plus upravljanje otpadom

Prema naučnicima, najlakši način da se osigura sigurnost hrane je da bude čista, dobrog kvaliteta i poznatog porijekla. Veliki maloprodajni lanci kao što su Walmart u SAD-u i Carrefour u Europi već neko vrijeme koriste tehnologiju blockchain () u kombinaciji sa senzorima i skeniranim kodovima za kontrolu procesa isporuke, porijekla i kvaliteta hrane. Ove metode također mogu pomoći u borbi za smanjenje bacanja hrane. Prema izvještaju Boston Consulting Group (BCG), oko 1,6 milijardi tona hrane se baca širom svijeta svake godine, a ako se ništa ne učini po tom pitanju, ova brojka bi mogla porasti na 2030 milijardu do 2,1. Otpad je prisutan u svim lancima vrijednosti: od postrojenja proizvodnja do prerade i skladištenja, prerada i pakovanje, distribucija i maloprodaja, i konačno ponovno pojavljivanje u velikom obimu u fazi krajnje upotrebe. Borba za sigurnost hrane prirodno vodi do smanjenja otpada. Uostalom, hrana koja nije oštećena mikrobima i patogenima izbacuje se u manjoj mjeri.

Razmjere bacanja hrane u svijetu

Stari i novi načini borbe za sigurnu hranu

• Toplinska obrada - ova grupa uključuje široko korištene metode, na primjer, pasterizaciju, tj. uništavanje štetnih mikroba i proteina. Nedostatak im je što umanjuju ukus i nutritivnu vrijednost proizvoda, kao i to što visoka temperatura ne uništava sve patogene.
• Zračenje je tehnika koja se koristi u prehrambenoj industriji za izlaganje hrane elektronskim, rendgenskim ili gama zracima koji uništavaju DNK, RNK ili druge hemijske strukture štetne za organizme. Problem je što se zagađenje ne može ukloniti. Također postoji mnogo zabrinutosti oko doza zračenja koje radnici u hrani i potrošači moraju konzumirati.
• Upotreba visokog pritiska - ova metoda blokira proizvodnju štetnih proteina ili uništava ćelijske strukture mikroba. Pogodan je za proizvode sa niskim sadržajem 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 radikali kisika koji uništavaju mikrobne stanice.
• UV zračenje je metoda koja se koristi u industriji koja uništava DNK i RNK strukture štetnih organizama. Utvrđeno je da je pulsirajuća ultraljubičasta svjetlost bolja za mikrobnu inaktivaciju. Nedostaci su: zagrevanje površine proizvoda tokom dužeg izlaganja, kao i zabrinutost za zdravlje radnika u industrijskim preduzećima gde se koriste UV zraci.
• Ozonizacija, alotropni oblik kiseonika u tečnom ili gasovitom obliku, je efikasan baktericidni agens koji uništava ćelijske membrane i druge strukture organizama. Nažalost, oksidacija može narušiti kvalitet hrane. Osim toga, nije lako kontrolisati ujednačenost cijelog procesa.
• Oksidacija sa hemikalijama (npr. vodonik peroksid, persirćetna kiselina, jedinjenja na bazi hlora) - koristi se u industriji u ambalaži za hranu, uništava ćelijske membrane i druge strukture organizama. Prednosti su jednostavnost i relativno niska cijena instalacije. Kao i svaka oksidacija, ovi procesi također utiču na kvalitetu hrane. Osim toga, tvari na bazi hlora mogu biti kancerogene.
• Upotreba radio talasa i mikrotalasa - uticaj radio talasa na hranu je predmet preliminarnih eksperimenata, iako se mikrotalasi (veće snage) već koriste u mikrotalasnim pećnicama. Ove metode su na neki način kombinacija toplinske obrade i zračenja. Ako budu uspješni, radio-talasi i mikrovalne pećnice mogli bi pružiti alternativu mnogim drugim metodama zadržavanja hrane i sanitacije.