Jak zabezpieczona jest Twoja żywność? Cykl „Poznaj świat nauki o żywności”

Konsumenci poszukują produktów spożywczych bezpiecznych i wysokiej jakości. Temat bezpieczeństwa żywności był już poruszany w naszym cyklu kilkukrotnie (patrz dół strony). Ten artykuł dotyka problemu zagrożeń mikrobiologicznych i sposobów ich inaktywacji. Jak często się zdarzają? Jakich technik zabezpieczania używają producenci? Czy te alternatywne są dla nas zupełnie bezpieczne? Zachęcamy do lektury.

Zagrożenia mikrobiologiczne, zgodnie z definicją Międzynarodowej Komisji ds. Wymagań Mikrobiologicznych dla Żywności (ICMSF), to nieakceptowane zanieczyszczenia, wzrost lub przeżywalność drobnoustrojów w żywności, które mogłyby spowodować jej zepsucie lub wytwarzanie i utrzymywanie się w niej toksyn, enzymów, amin biogennych bądź produktów ich metabolizmu. Zagrożenia mikrobiologiczne to najgroźniejszy rodzaj zanieczyszczeń pojawiających się w żywności, przede wszystkim z uwagi na ich powszechność. No bo kto z nas nie kupuje w sklepie gotowej do spożycia sałaty? Tymczasem to właśnie paczkowane sałaty jak dotychczas są drugim najbardziej powszechnym źródłem zatruć pokarmowych odpowiedzialnych za wiele zakażeń Salmonellą i E. coli w Polsce i Europie (EFSA, 2018). We wszystkich zakupionych do badań opakowań sałat, naukowcy z Instytutu im. Juliusa Kühna w Niemczech stwierdzili obecność bakterii kałowych z genami odporności na antybiotyki (Blau i in., 2018). Duża liczba mikroorganizmów staje się rezerwuarem genów oporności na antybiotyki, co stało się obecnie problemem globalnym. Niestety nawet staranne mycie sałaty, warzyw czy owoców nie zawsze gwarantuje uniknięcie zakażenia (Uhlig i in. 2017). Lepiej więc wybierać te z maksymalną datą przydatności do spożycia, nie przechowywać sałaty, świeżego szpinaku czy kiełków w torebkach i zjeść je tego samego dnia po otwarciu. Warto unikać torebek ze zgniecionymi, zapadniętymi czy sklejonymi liśćmi. Szczególną ostrożność w spożywaniu tego typu gotowych do spożycia nieprzetworzonych produktów powinny zachować kobiety w ciąży, dzieci i osoby starsze oraz z obniżoną odpornością.

Oczywistym więc wydaje się, że producenci są zobowiązani do działań prewencyjnych przed wystąpieniem zanieczyszczeń żywności. Głównym celem stosowania technik utrwalania produktów spożywczych jest dekontaminacja mikrobiologiczna oraz modyfikacja funkcjonalności materiałów spożywczych przy zachowaniu w możliwie największym stopniu związków odżywczych. Obróbka termiczna jest nadal główną techniką przetwarzania żywności i najbardziej opłacalnym narzędziem zapewniającym bezpieczeństwo mikrobiologiczne i dezaktywację enzymów. Konwencjonalne metody utrwalania żywności obejmują chłodzenie, zamrażanie, suszenie, pasteryzację i sterylizację. Są one szeroko stosowane w celu przedłużenia trwałości żywności, choć mogą mieć wpływ na jakość i bezpieczeństwo produktów (Soares i in. 2017). A co zrobić ze wspomnianą wyżej bombą mikrobiologiczną jaką jest sałata? Tutaj rozwiązaniem mogą być technologie nietermiczne, takie jak światło ultrafioletowe (UV), pulsacyjne pola elektryczne (PEF), pola elektryczne o częstotliwości radiowej (RF), ultradźwięki, nadkrytyczny dwutlenek węgla, pulsacyjne promieniowanie rentgenowskie, technologia membranowa, ozon, plazma i wysokie ciśnienie hydrostatyczne (HPP). Wszystkie te technologie stanowią obiecującą zmianę w scenariuszu przetwarzania żywności i przyczyniają się do wydłużenia okresu przydatności do spożycia żywności oraz lepszego zachowania składników odżywczych i właściwości sensorycznych w porównaniu z metodami termicznymi (Porto i in. 2020). Czy mamy jednak wystarczająco dużo dowodów, że są bezpieczne?

Dla przykładu ozon, obecnie znajdujący zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu spożywczego, pełni rolę skutecznego środka biobójczego zarówno w postaci gazowej, jak i w roztworach wodnych. Wykazuje on zdolność do dezynfekcji, które przewyższają lub są co najmniej porównywalne do tradycyjnie stosowanych technologii. Właściwie zastosowany jest bezpiecznym i odpowiednim narzędziem do wykorzystania w procesach przetwórstwa żywności. Warto jednak podkreślić, że wrażliwość surowców i produktów spożywczych na ozon różni się w zależności od rodzaju, gatunku i odmiany. Efekt ten zależy także od formy i sposobu ozonowania oraz zastosowanej dawki ozonu – wyższe stężenia i dłuższe czasy kontaktu mogą powodować utlenianie związków biologicznie aktywnych i wzrost stresu oksydacyjnego, który pogarsza jakość odżywczą (Sachadyn-Król i Agriopoulou, 2020). Dodatkowo, ozon może być stosowany jako środek eliminujący pozostałości aktywnych środków ochrony roślin w żywności pochodzenia roślinnego oraz wtórne produkty metabolizmu grzybów pleśniowych – mykotoksyny, zapobiegając ich ponownemu tworzeniu w procesie przechowywania (de Souza i in. 2018). Co ważne jednak, produkty tej degradacji pozostają w większości niezbadane, ale i być może bardziej niebezpieczne od wyjściowych substancji aktywnych. Wyniki badania, w którym sprawdzano degradację i toksyczność dziewięciu różnych pestycydów z sześciu różnych grup chemicznych wskazują, że pochodne degradacji klotianidyny i tiametoksamu wykazują wyższą toksyczność niż ich pierwotne formy pestycydów (Velioglu i in. 2018).

Mimo, że badania prowadzone są na całym świecie, to wciąż większość uzyskanych wyników niestety jest sprzeczna i nadal odnosi się do eksperymentów przeprowadzonych jedynie w skali laboratoryjnej. Jednak, pomimo wszystkich wyzwań, technologia plazmowa, ozonowa czy pulsacyjnego pola elektrycznego mają wyjątkowy potencjał i mogą być szeroko stosowane w przemyśle spożywczym.

Na Wydziale Nauk o Żywności i Biotechnologii UP w Lublinie w Katedrze Chemii są prowadzone badania dotyczące niekonwencjonalnych metod utrwalania surowców oraz produktów żywnościowych w ramach projektu: „Systemy produkcji i pakowania żywności zapewniające zachowanie jej bioaktywnych składników ważnych w profilaktyce chorób cywilizacyjnych – nr 029/RID/2018/19/.

Piśmiennictwo:

Blau K, Bettermann A, Jechalke S, Fornefeld E, Vanrobaeys Y, Stalder T, Top EM, Smalla K. (2018). The Transferable Resistome of Produce. mBio. 6;9(6):e01300-18.

De Souza, L.P., Faroni, L.R.D. & Heleno, F.F. (2018). Ozone treatment for pesticide removal from carrots: Optimization by response surface methodology. Food Chem, 243, 435-441.

EFSA BIOHAZ Panel. Scientific Opinion on the Listeria monocytogenes contamination of ready-to-eat foods and the risk for human health in the EU. EFSA J. 2018, 16, 5134.

Porto E, Alves Filho EG, Silva LMA i in. (2020). Ozone and plasma processing effect on green coconut water. Food Res Int 131:109000

Sachadyn-Król M, Agriopoulou S (2020). Ozonation as a Method of Abiotic Elicitation Improving the Health-Promoting Properties of Plant Products-A Review. Molecules 22;25(10):2416.

Soares MVL, Alves Filho EG, Silva LMA i in. (2017). Tracking thermal degradation on passion fruit juice through nuclear magnetic resonance and chemometrics. Food Chem 219:1–6

Uhlig E, Olsson C, He J, Stark T, Sadowska Z, Molin G, Ahrné S, Alsanius B, Håkansson Å. (2017). Effects of household washing on bacterial load and removal of Escherichia coli from lettuce and “ready-to-eat” salads. Food Sci Nutr 20;5(6):1215-1220

Velioglu YS, Ergen SF, Aksu P, Altındağ A. (2018). Effects of ozone treatment on the degradation and toxicity of several pesticides in different grou. J Agricult Sci, 24 (2), pp. 245-255.

Autorzy: dr Monika Sachadyn-Król, dr Barbara Chilczuk
Katedra Chemii
Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii

Artykuły dotyczące bezpieczeństwa żywności:

[Cykl „Poznaj świat nauki o żywności” to seria artykułów popularnonaukowych przygotowywanych przez naukowców z Wydziału Nauk o Żywności i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie].