Zabíjajte patogény bez zničenia jedla

Médiami znova a znova otriasajú škandály okolo kontaminovaných potravín. Tisícky ľudí vo vyspelých krajinách ochorejú po konzumácii kontaminovaných, pokazených alebo falšovaných potravín. Počet produktov stiahnutých z predaja neustále rastie.

Zoznam hrozieb pre bezpečnosť potravín, ako aj pre ľudí, ktorí ich konzumujú, je oveľa dlhší ako známe patogény ako salmonela, norovírusy alebo tie, ktoré majú obzvlášť neslávnu povesť.

Napriek ostražitosti priemyslu a používaniu celého radu technológií na konzervovanie potravín, ako je tepelné spracovanie a ožarovanie, ľudia naďalej ochorejú a zomierajú v dôsledku kontaminovaných a nezdravých potravín.

Výzvou je nájsť škálovateľné metódy, ktoré zabijú nebezpečné mikróby pri zachovaní chuti a nutričnej hodnoty. Nie je to jednoduché, pretože mnohé spôsoby zabíjania mikroorganizmov majú tendenciu tieto čísla znehodnocovať, ničiť vitamíny alebo meniť štruktúru potravín. Inými slovami, uvarený šalát to dokáže udržať, ale kulinársky efekt bude slabý.

Studená plazma a vysoký tlak

Spomedzi mnohých spôsobov sterilizácie potravín, od mikrovĺn po pulzné ultrafialové žiarenie a ozón, sú veľmi zaujímavé dve nové technológie: studená plazma a vysokotlakové spracovanie. Ani jedno nevyrieši všetky problémy, ale obe môžu pomôcť zlepšiť bezpečnosť dodávok potravín. V jednej štúdii uskutočnenej v Nemecku v roku 2010 vedci v oblasti výživy dokázali eliminovať viac ako 20 % určitých kmeňov, ktoré spôsobujú otravu jedlom, do 99,99 sekúnd po aplikácii studenej plazmy.

studená plazma je to vysoko reaktívna látka zložená z fotónov, voľných elektrónov a nabitých atómov a molekúl, ktoré dokážu deaktivovať mikroorganizmy. Reakcie v plazme tiež vytvárajú energiu vo forme ultrafialového svetla, ktoré poškodzuje mikrobiálnu DNA.

Použitie studenej plazmy

Vysokotlakové spracovanie (HPP) je mechanický proces, ktorý vytvára obrovský tlak na potraviny. Zachováva si však svoju chuť a nutričnú hodnotu, a preto ho vedci považujú za účinný spôsob boja proti mikroorganizmom v potravinách s nízkou vlhkosťou, mäse a dokonca aj v niektorých druhoch zeleniny. HPS je vlastne stará myšlienka. Bert Holmes Hite, poľnohospodársky výskumník, prvýkrát oznámil jeho použitie už v roku 1899, keď hľadal spôsoby, ako znížiť kazenie kravského mlieka. V jeho dobe však boli zariadenia potrebné pre vodné elektrárne veľmi zložité a nákladné na výstavbu.

Vedci úplne nechápu, ako HPP inaktivuje baktérie a vírusy, pričom jedlo necháva nedotknuté. Vedia, že táto metóda útočí na slabšie chemické väzby, ktoré môžu byť rozhodujúce pre fungovanie bakteriálnych enzýmov a iných proteínov. Zároveň má HPP obmedzený vplyv na kovalentné väzby, takže chemikálie, ktoré ovplyvňujú farbu, chuť a nutričnú hodnotu potravín, zostávajú prakticky nedotknuté. A keďže steny rastlinných buniek sú pevnejšie ako membrány mikrobiálnych buniek, zdá sa, že lepšie odolávajú vysokému tlaku.

Deštrukcia mikrobiálnych buniek lisovacími metódami

V posledných rokoch sa tzv „bariérovou“ metódou Lothar Leistner, ktorý kombinuje mnoho sanitačných techník, aby zabil čo najviac patogénov.

plus odpadové hospodárstvo

Najjednoduchším spôsobom, ako zabezpečiť bezpečnosť potravín, je podľa vedcov uistiť sa, že sú čisté, kvalitné a majú známy pôvod. Veľké obchodné reťazce ako Walmart v USA a Carrefour v Európe už nejaký čas využívajú technológiu blockchain () v kombinácii so senzormi a naskenovanými kódmi na kontrolu procesu dodávky, pôvodu a kvality potravín. Tieto metódy môžu tiež pomôcť v boji proti plytvaniu potravinami. Podľa správy Boston Consulting Group (BCG) sa na celom svete každoročne vyhodí približne 1,6 miliardy ton potravín, a ak sa s tým nič neurobí, do roku 2030 by toto číslo mohlo vzrásť na 2,1 miliardy. Odpad je prítomný v celom hodnotovom reťazci: z rastlín od výroby až po spracovanie a skladovanie, spracovanie a balenie, distribúciu a maloobchod a nakoniec sa znovu vo veľkom meradle objaví v štádiu konečného použitia. Boj za bezpečnosť potravín prirodzene vedie k znižovaniu odpadu. Koniec koncov, potraviny, ktoré nie sú poškodené mikróbmi a patogénmi, sa v menšej miere vyhadzujú.

Rozsah plytvania potravinami vo svete

Staré a nové spôsoby boja za bezpečné potraviny

• Tepelné spracovanie – do tejto skupiny patria široko používané metódy, napríklad pasterizácia, t.j. ničenie škodlivých mikróbov a bielkovín. Ich nevýhodou je, že znižujú chuťovú a nutričnú hodnotu produktov a tiež, že vysoká teplota nezničí všetky patogény.
• Ožarovanie je technika používaná v potravinárskom priemysle na vystavenie potravín elektrónovým, röntgenovým alebo gama lúčom, ktoré ničia DNA, RNA alebo iné chemické štruktúry škodlivé pre organizmy. Problém je, že znečistenie sa nedá odstrániť. Existuje tiež veľa obáv z dávok žiarenia, ktoré musia spotrebovať pracovníci v potravinárstve a spotrebitelia.
• Použitie vysokých tlakov - táto metóda blokuje produkciu škodlivých bielkovín alebo ničí bunkové štruktúry mikróbov. Je vhodný pre výrobky s nízkym obsahom vody a nepoškodzuje samotné výrobky. Nevýhodou sú vysoké náklady na inštaláciu a možná deštrukcia chúlostivejších potravinových tkanív. Táto metóda tiež nezabije niektoré bakteriálne spóry.
• Studená plazma je technológia vo vývoji, ktorej princíp ešte nie je úplne vysvetlený. Predpokladá sa, že pri týchto procesoch vznikajú aktívne kyslíkové radikály, ktoré ničia mikrobiálne bunky.
• UV žiarenie je metóda používaná v priemysle, ktorá ničí štruktúry DNA a RNA škodlivých organizmov. Zistilo sa, že pulzné ultrafialové svetlo je lepšie na mikrobiálnu inaktiváciu. Nevýhody sú: zahrievanie povrchu výrobkov pri dlhšej expozícii, ako aj obavy o zdravie pracovníkov v priemyselných podnikoch, kde sa používa UV žiarenie.
• Ozonizácia, alotropná forma kyslíka v kvapalnej alebo plynnej forme, je účinným baktericídnym činidlom, ktoré ničí bunkové membrány a iné štruktúry organizmov. Bohužiaľ, oxidácia môže zhoršiť kvalitu potravín. Navyše nie je jednoduché kontrolovať jednotnosť celého procesu.
• Oxidácia chemikáliami (napr. peroxid vodíka, kyselina peroctová, zlúčeniny na báze chlóru) – používaná v priemysle pri balení potravín, ničí bunkové membrány a iné štruktúry organizmov. Výhodou je jednoduchosť a relatívne nízke náklady na inštaláciu. Ako každá oxidácia, aj tieto procesy ovplyvňujú kvalitu potravín. Látky na báze chlóru môžu byť navyše karcinogénne.
• Použitie rádiových vĺn a mikrovĺn – vplyv rádiových vĺn na potraviny je predmetom predbežných experimentov, hoci mikrovlny (vyšší výkon) sa už používajú v mikrovlnných rúrach. Tieto metódy sú istým spôsobom kombináciou tepelného spracovania a ožarovania. Ak budú úspešné, rádiové vlny a mikrovlny by mohli poskytnúť alternatívy k mnohým iným metódam obmedzovania potravín a hygieny.