Drep patogener uten å ødelegge mat

Igjen og igjen rystes media av skandaler om forurenset mat. Tusenvis av mennesker i utviklede land blir syke etter å ha spist forurenset, ødelagt eller forfalsket mat. Antall produkter som tas ut av salg vokser stadig.

Listen over trusler mot mattrygghet, så vel som for menneskene som konsumerer dem, er mye lengre enn kjente patogener som salmonella, norovirus eller de med spesielt beryktet rykte.

Til tross for industriens årvåkenhet og bruken av en rekke matkonserveringsteknologier, som varmebehandling og bestråling, fortsetter folk å bli syke og dø av forurenset og usunn mat.

Utfordringen er å finne skalerbare metoder som vil drepe farlige mikrober og samtidig opprettholde smak og næringsverdi. Dette er ikke lett, siden mange metoder for å drepe mikroorganismer har en tendens til å degradere disse tallene, ødelegge vitaminer eller endre strukturen til maten. Med andre ord kan kokende salat beholde det, men den kulinariske effekten blir dårlig.

Kald plasma og høyt trykk

Blant de mange måtene å sterilisere mat på, fra mikrobølger til pulserende ultrafiolett stråling og ozon, er to nye teknologier av stor interesse: kald plasma og høytrykksbehandling. Ingen av dem vil løse alle problemer, men begge kan bidra til å forbedre matforsyningssikkerheten. I en studie utført i Tyskland i 2010 klarte ernæringsforskere å eliminere mer enn 20 % av visse stammer som forårsaker matforgiftning innen 99,99 sekunder etter påføring av kald plasma.

kaldt plasma det er et svært reaktivt stoff som består av fotoner, frie elektroner og ladede atomer og molekyler som kan deaktivere mikroorganismer. Reaksjoner i plasma genererer også energi i form av ultrafiolett lys, som skader mikrobiell DNA.

Bruk av kaldt plasma

Høytrykksbehandling (HPP) er en mekanisk prosess som legger et enormt press på maten. Imidlertid beholder den sin smak og næringsverdi, og det er grunnen til at forskere ser det som en effektiv måte å bekjempe mikroorganismer i mat med lav fuktighet, kjøtt og til og med noen grønnsaker. HPS er faktisk en gammel idé. Bert Holmes Hite, en landbruksforsker, rapporterte først bruken så tidlig som i 1899 mens han lette etter måter å redusere ødeleggelsen av kumelk. Men i hans tid var installasjonene som kreves for vannkraftverk svært komplekse og kostbare å bygge.

Forskere forstår ikke helt hvordan HPP inaktiverer bakterier og virus mens de lar maten være urørt. De vet at denne metoden angriper svakere kjemiske bindinger som kan være avgjørende for funksjonen til bakterielle enzymer og andre proteiner. Samtidig har HPP en begrenset effekt på kovalente bindinger, så kjemikaliene som påvirker fargen, smaken og næringsverdien til maten forblir praktisk talt urørt. Og siden veggene til plantecellene er sterkere enn membranene til mikrobielle celler, ser de ut til å være bedre i stand til å tåle høyt trykk.

Ødeleggelse av mikrobielle celler ved pressemetoder

De siste årene har den såkalte "barriere" metode Lothar Leistner, som kombinerer mange sanitærteknikker for å drepe så mange patogener som mulig.

pluss avfallshåndtering

Ifølge forskere er den enkleste måten å sikre mattrygghet på å sørge for at den er ren, av god kvalitet og av kjent opprinnelse. Store detaljkjeder som Walmart i USA og Carrefour i Europa har brukt blokkjedeteknologi () i kombinasjon med sensorer og skannede koder for å kontrollere leveringsprosessen, opprinnelsen og kvaliteten på maten en stund. Disse metodene kan også hjelpe i kampen for å redusere matsvinn. Ifølge en rapport fra Boston Consulting Group (BCG) kastes rundt 1,6 milliarder tonn mat på verdensbasis hvert år, og hvis ingenting gjøres med det, kan dette tallet stige til 2030 milliarder innen 2,1. Avfall finnes i hele verdikjedene: fra anlegget produksjon til prosessering og lagring, prosessering og pakking, distribusjon og detaljhandel, og til slutt gjenoppstå i stor skala på sluttbruksstadiet. Kampen for mattrygghet fører naturligvis til avfallsreduksjon. Tross alt blir mat som ikke er skadet av mikrober og patogener kastet ut i mindre grad.

Omfanget av matsvinn i verden

Gamle og nye måter å kjempe for trygg mat på

• Varmebehandling - denne gruppen inkluderer mye brukte metoder, for eksempel pasteurisering, dvs. ødeleggelse av skadelige mikrober og proteiner. Deres ulempe er at de reduserer smaken og næringsverdien til produktene, og også at høy temperatur ikke ødelegger alle patogener.
• Bestråling er en teknikk som brukes i næringsmiddelindustrien for å utsette mat for elektron-, røntgen- eller gammastråler som ødelegger DNA, RNA eller andre kjemiske strukturer som er skadelige for organismer. Problemet er at forurensningen ikke lar seg fjerne. Det er også mange bekymringer for strålingsdosene som matarbeidere og forbrukere må konsumere.
• Bruken av høyt trykk - denne metoden blokkerer produksjonen av skadelige proteiner eller ødelegger de cellulære strukturene til mikrober. Den egner seg godt for produkter med lavt vanninnhold og skader ikke selve produktene. Ulempene er høye installasjonskostnader og mulig ødeleggelse av mer delikat matvev. Denne metoden dreper heller ikke noen bakteriesporer.
• Kald plasma er en teknologi under utvikling, hvis prinsipp ennå ikke er fullstendig forklart. Det antas at det dannes aktive oksygenradikaler i disse prosessene, som ødelegger mikrobielle celler.
• UV-stråling er en metode som brukes i industrien som ødelegger DNA- og RNA-strukturene til skadelige organismer. Pulserende ultrafiolett lys har vist seg å være bedre egnet for mikrobiell inaktivering. Ulempene er: oppvarming av overflaten av produkter under langvarig eksponering, samt bekymringer for helsen til arbeidere i industribedrifter der UV-stråler brukes.
• Ozonering - en allotropisk form for oksygen i flytende eller gassform, er et effektivt bakteriedrepende middel som ødelegger cellemembraner og andre strukturer i organismer. Dessverre kan oksidasjon forringe matkvaliteten. I tillegg er det ikke lett å kontrollere jevnheten i hele prosessen.
• Oksidasjon med kjemikalier (f.eks. hydrogenperoksid, pereddiksyre, klorbaserte forbindelser) - brukt i industrien i matemballasje, ødelegger cellemembraner og andre strukturer i organismer. Fordelene er enkelhet og relativt lave installasjonskostnader. Som enhver oksidasjon påvirker disse prosessene også matkvaliteten. I tillegg kan klorbaserte stoffer være kreftfremkallende.
• Bruk av radiobølger og mikrobølger - effekten av radiobølger på mat er gjenstand for foreløpige eksperimenter, selv om mikrobølger (høyere effekt) allerede brukes i mikrobølgeovner. Disse metodene er på en eller annen måte en kombinasjon av varmebehandling og bestråling. Hvis det lykkes, kan radiobølger og mikrobølger gi alternativer til mange andre metoder for oppbevaring av mat og hygiene.