Убивайте патогените, без да унищожавате храната

Отново и отново медиите са разтърсени от скандали за заразена храна. Хиляди хора в развитите страни се разболяват след консумация на заразени, развалени или подправени храни. Броят на продуктите, изтеглени от продажба, непрекъснато расте.

Списъкът със заплахи за безопасността на храните, както и за хората, които ги консумират, е много по-дълъг от добре познатите патогени като салмонела, норовируси или тези с особено печална репутация.

Въпреки бдителността на индустрията и използването на редица технологии за консервиране на храни, като топлинна обработка и облъчване, хората продължават да се разболяват и да умират от замърсени и нездравословни храни.

Предизвикателството е да се намерят мащабируеми методи, които да унищожат опасните микроби, като същевременно запазят вкуса и хранителната стойност. Това не е лесно, тъй като много методи за унищожаване на микроорганизми са склонни да разграждат тези числа, да унищожават витамините или да променят структурата на храната. С други думи, варената маруля може да го запази, но кулинарният ефект ще бъде слаб.

Студена плазма и високо налягане

Сред многото начини за стерилизиране на храна, от микровълни до импулсно ултравиолетово лъчение и озон, голям интерес представляват две нови технологии: студена плазма и обработка под високо налягане. Нито едното няма да реши всички проблеми, но и двете могат да помогнат за подобряване на сигурността на хранителните доставки. В едно проучване, проведено в Германия през 2010 г., учените по хранене успяха да елиминират повече от 20% от определени щамове, които причиняват хранително отравяне в рамките на 99,99 секунди след прилагане на студена плазма.

студена плазма това е силно реактивно вещество, съставено от фотони, свободни електрони и заредени атоми и молекули, които могат да дезактивират микроорганизмите. Реакциите в плазмата също генерират енергия под формата на ултравиолетова светлина, увреждаща микробната ДНК.

Използване на студена плазма

Обработка под високо налягане (HPP) е механичен процес, който оказва огромен натиск върху храната. Въпреки това, той запазва своя вкус и хранителна стойност, поради което учените го виждат като ефективен начин за борба с микроорганизмите в храни с ниско съдържание на влага, месо и дори някои зеленчуци. HPS всъщност е стара идея. Берт Холмс Хайт, селскостопански изследовател, за първи път съобщава за употребата му още през 1899 г., докато търси начини за намаляване на развалянето на кравето мляко. Но по негово време инсталациите, необходими за водноелектрически централи, са много сложни и скъпи за изграждане.

Учените не разбират напълно как HPP инактивира бактериите и вирусите, като оставя храната недокосната. Те знаят, че този метод атакува по-слаби химически връзки, които могат да бъдат от решаващо значение за функционирането на бактериалните ензими и други протеини. В същото време HPP има ограничен ефект върху ковалентните връзки, така че химикалите, които влияят на цвета, вкуса и хранителната стойност на храната, остават практически недокоснати. И тъй като стените на растителните клетки са по-здрави от мембраните на микробните клетки, те изглежда са по-способни да издържат на високо налягане.

Унищожаване на микробни клетки чрез пресови методи

През последните години т.нар "бариерен" метод Lothar Leistner, който комбинира много санитарни техники, за да убие възможно най-много патогени.

плюс управление на отпадъците

Според учените най-лесният начин да се гарантира безопасността на храните е да се уверите, че са чисти, с добро качество и с известен произход. Големи търговски вериги като Walmart в САЩ и Carrefour в Европа от известно време използват блокчейн технология () в комбинация със сензори и сканирани кодове за контрол на процеса на доставка, произхода и качеството на храната. Тези методи могат да помогнат и в борбата за намаляване на хранителните отпадъци. Според доклад на Boston Consulting Group (BCG), около 1,6 милиарда тона храна се прахосват всяка година в света и ако не се направи нищо по въпроса, тази цифра може да нарасне до 2030 милиарда до 2,1 г. Отпадъците присъстват във всички вериги на стойност: от завода производство до преработка и съхранение, преработка и опаковане, дистрибуция и продажба на дребно и накрая се появява отново в голям мащаб на етапа на крайна употреба. Борбата за безопасност на храните естествено води до намаляване на отпадъците. В крайна сметка храната, която не е увредена от микроби и патогени, се изхвърля в по-малка степен.

Мащабът на хранителните отпадъци в света

Стари и нови начини за борба за безопасна храна

• Термична обработка - тази група включва широко използвани методи, например пастьоризация, т.е. унищожаване на вредни микроби и протеини. Недостатъкът им е, че намаляват вкуса и хранителната стойност на продуктите, както и че високата температура не унищожава всички патогени.
• Облъчването е техника, използвана в хранително-вкусовата промишленост за излагане на храната на електронни, рентгенови или гама лъчи, които разрушават ДНК, РНК или други химични структури, вредни за организмите. Проблемът е, че замърсяването не може да бъде премахнато. Съществуват и много опасения относно дозите радиация, които работниците и потребителите на хранителни продукти трябва да приемат.
• Използването на високо налягане – този метод блокира производството на вредни протеини или разрушава клетъчните структури на микробите. Подходящ е за продукти с ниско съдържание на вода и не уврежда самите продукти. Недостатъците са високите разходи за монтаж и възможно разрушаване на по-деликатни хранителни тъкани. Този метод също не убива някои бактериални спори.
• Студената плазма е технология в процес на разработка, чийто принцип все още не е напълно обяснен. Предполага се, че в тези процеси се образуват активни кислородни радикали, които унищожават микробните клетки.
• UV лъчението е метод, използван в индустрията, който разрушава ДНК и РНК структурите на вредните организми. Установено е, че импулсната ултравиолетова светлина е по-подходяща за микробно инактивиране. Недостатъците са: нагряване на повърхността на продуктите при продължително излагане, както и опасения за здравето на работниците в промишлени предприятия, където се използват UV лъчи.
• Озонирането, алотропна форма на кислород в течна или газообразна форма, е ефективен бактерициден агент, който разрушава клетъчните мембрани и други структури на организмите. За съжаление, окисляването може да влоши качеството на храната. Освен това не е лесно да се контролира равномерността на целия процес.
• Окисление с химикали (напр. водороден прекис, пероцетна киселина, съединения на основата на хлор) - използва се в промишлеността в опаковки на храни, разрушава клетъчните мембрани и други структури на организмите. Предимствата са простотата и относително ниската цена на монтажа. Както всяко окисляване, тези процеси също влияят на качеството на храната. Освен това веществата на основата на хлор могат да бъдат канцерогенни.
• Използване на радиовълни и микровълни - въздействието на радиовълните върху храната е обект на предварителни експерименти, въпреки че микровълните (по-висока мощност) вече се използват в микровълновите фурни. Тези методи са по някакъв начин комбинация от термична обработка и облъчване. Ако успеят, радиовълните и микровълните биха могли да осигурят алтернативи на много други методи за задържане на храна и санитарни методи.