Знішчайце хваробатворныя мікраарганізмы, не знішчаючы прадукты

Зноў і зноў СМІ скалынаюць скандалы з-за заражаных прадуктаў харчавання. Тысячы людзей у развітых краінах хварэюць пасля ўжывання заражаных, сапсаваных ці фальсіфікаваных прадуктаў. Колькасць прадуктаў, знятых з продажу, увесь час расце.

Спіс пагроз для бяспекі харчовых прадуктаў, а таксама для людзей, якія іх спажываюць, нашмат даўжэй, чым у досыць вядомых патагенаў, такіх як сальманела, наравірусы ці тыя, якія маюць асабліва сумна вядомую рэпутацыю.

Нягледзячы на ​​пільнасць і выкарыстанне прамысловасцю цэлага шэрагу тэхналогій захавання харчовых прадуктаў, такіх як тэрмічная апрацоўка і апрамяненне, людзі працягваюць хварэць і паміраць ад заражаных і нездаровых прадуктаў.

Задача складаецца ў тым, каб знайсці якія маштабуюцца метады, якія знішчаць небяспечныя мікробы, захоўваючы пры гэтым густ і пажыўную каштоўнасць. Гэта няпроста, бо шматлікія метады знішчэння мікраарганізмаў маюць тэндэнцыю пагаршаць гэтыя паказчыкі, руйнаваць вітаміны ці змяняць структуру ежы. Іншымі словамі, варэнне салаты можа захаваць яго, але кулінарны эфект будзе дрэнным.

Халодная плазма і высокі ціск

Сярод мноства спосабаў стэрылізацыі харчовых прадуктаў - ад мікрахваляў да пульсавалага ўльтрафіялетавага выпраменьвання і азону - вялікую цікавасць уяўляюць дзве новыя тэхналогіі: халодная плазма і апрацоўка пад высокім ціскам. Ні адзін з іх не вырашыць усіх праблем, але абодва могуць садзейнічаць павышэнню бяспекі харчовага забеспячэння. У адным даследаванні, праведзеным у Германіі ў 2010 годзе, навукоўцы-дыетолагі змаглі пазбавіцца ад больш чым 20% пэўных штамаў, якія выклікаюць харчовае атручэнне, на працягу 99,99 секунд пасля прымянення халоднай плазмы.

Халодная плазма гэта вельмі рэактыўнае рэчыва, якое складаецца з фатонаў, свабодных электронаў і зараджаных атамаў і малекул, якія могуць дэактываваць мікраарганізмы. Рэакцыі ў плазме таксама генеруюць энергію ў выглядзе ўльтрафіялетавага святла, пашкоджваючы ДНК мікробаў.

Выкарыстанне халоднай плазмы

Апрацоўка пад высокім ціскам (HPP) уяўляе сабой механічны працэс, які аказвае велізарны ціск на ежу. Аднак ён захоўвае свой густ і харчовую каштоўнасць, таму навукоўцы бачаць у ім эфектыўны спосаб барацьбы з мікраарганізмамі ў прадуктах з нізкім утрыманнем вільгаці, мясе і нават некаторай гародніне. ГЭС насамрэч старая ідэя. Берт Холмс Хайт, даследчык у галіне сельскай гаспадаркі, упершыню паведаміў аб яго выкарыстанні яшчэ ў 1899 годзе, калі шукаў спосабы паменшыць псуту каровінага малака. Аднак у яго час устаноўкі, неабходныя для ГЭС, былі вельмі складанымі і дарагімі ў будаўніцтве.

Навукоўцы не да канца разумеюць, як HPP дэактывуе бактэрыі і вірусы, пакідаючы ежу некранутай. Яны ведаюць, што гэты метад атакуе слабейшыя хімічныя сувязі, якія могуць мець вырашальнае значэнне для функцыянавання бактэрыяльных ферментаў і іншых бялкоў. У той жа час HPP аказвае абмежаваны ўплыў на кавалентныя сувязі, таму хімічныя рэчывы, якія ўплываюць на колер, густ і пажыўную каштоўнасць ежы, застаюцца практычна некранутымі. А паколькі сценкі раслінных клетак трывалей мембран мікробных клетак, яны, відаць, лепш супрацьстаяць высокаму ціску.

Разбурэнне мікробных клетак прэсавымі метадамі

У апошнія гады так зв. "бар'ерны" метад Лотар Лейстнер, які спалучае ў сабе мноства метадаў санітарыі, каб забіць як мага больш патагенаў.

плюс барацьба з адходамі

На думку вучоных, самы просты спосаб забяспечыць бяспеку харчовых прадуктаў - пераканацца, што яны не забруджаны, маюць належную якасць і вядомае паходжанне. Буйныя раздробныя сеткі, такія як Walmart у ЗША і, напрыклад, Carrefour у Еўропе, ужо некаторы час выкарыстоўваюць тэхніку блокчейна () у спалучэнні з датчыкамі і адсканаванымі кодамі для кантролю працэсу дастаўкі, паходжання і якасці прадуктаў харчавання. Гэтыя метады таксама могуць дапамагчы ў барацьбе за скарачэнне харчовых адходаў. Паводле справаздачы Boston Consulting Group (BCG), штогод ва ўсім свеце выкідваецца каля 1,6 млрд тон прадуктаў харчавання, і, калі з гэтым нічога не рабіць, да 2030 года гэтая лічба можа ўзрасці да 2,1 млрд. Адходы прысутнічаюць на працягу ўсёй ланцужкі стварэння кошту: ад вытворчасці раслін да апрацоўкі і захоўвання, апрацоўкі і ўпакоўкі, размеркавання і рознічнага гандлю, і, нарэшце, зноў з'яўляюцца ў вялікіх маштабах на этапе канчатковага спажывання. Барацьба за бяспеку харчовых прадуктаў натуральным чынам вядзе да скарачэння адходаў. Бо ежа, не пашкоджаная мікробамі і хваробатворнымі мікраарганізмамі, выкідваецца ў меншай ступені.

Маштабы харчовых адходаў у свеце

Старыя і новыя метады барацьбы за бяспечныя прадукты харчавання

• Тэрмічная апрацоўка - у гэтую групу ўваходзяць шырока выкарыстоўваюцца метады, напрыклад, пастэрызацыя, г.зн. знішчэнне шкодных мікробаў і бялкоў. Іх недахоп у тым, што яны змяншаюць густ і харчовую каштоўнасць прадуктаў, а таксама ў тым, што высокая тэмпература не знішчае ўсіх хваробатворных мікраарганізмаў.
• Апрамяненне - гэта метад, які выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці для ўздзеяння на прадукты электроннымі, рэнтгенаўскімі або гама-прамянямі, якія руйнуюць ДНК, РНК або іншыя хімічныя структуры, шкодныя для арганізмаў. Праблема ў тым, што забруджванне немагчыма выдаліць. Ёсць таксама шмат асцярог з нагоды доз радыяцыі, якія павінны спажываць работнікі харчовай прамысловасці і спажыўцы.
• Выкарыстанне высокіх ціскаў - гэты метад блакуе выпрацоўку шкодных бялкоў або знішчае клеткавыя структуры мікробаў. Ён добра падыходзіць для прадуктаў з нізкім утрыманнем вады і не пашкоджвае самі прадукты. Недахопамі з'яўляюцца высокія выдаткі на ўстаноўку і магчымае разбурэнне больш далікатных харчовых тканін. Гэты метад таксама не забівае некаторыя бактэрыяльныя спрэчкі.
• Халодная плазма - гэта тэхналогія, якая знаходзіцца ў стадыі распрацоўкі, прынцып якой яшчэ цалкам не растлумачаны. Мяркуецца, што ў гэтых працэсах утворацца актыўныя кіслародныя радыкалы, разбуральныя мікробныя клеткі.
• УФ-выпраменьванне - метад, які ўжываецца ў прамысловасці, разбуральны структуры ДНК і РНК шкоднасных арганізмаў. Было выяўлена, што імпульснае ўльтрафіялетавае святло лепш падыходзіць для інактывацыі мікробаў. Недахопамі з'яўляюцца: нагрэў паверхні вырабаў пры працяглым уздзеянні, а таксама асцярогі за здароўе працаўнікоў прамысловых прадпрыемстваў, дзе выкарыстоўваюцца ЎХ-прамяні.
• Азанаванне - алатропная форма кіслароду ў вадкім або газападобным выглядзе з'яўляецца эфектыўным бактэрыцыдным сродкам, разбуральным клеткавыя мембраны і іншыя структуры арганізмаў. Нажаль, акісленне можа пагоршыць якасць ежы. Да таго ж кантраляваць раўнамернасць усяго працэсу няпроста.
• Акісленне хімічнымі рэчывамі (напрыклад, перакісам вадароду, надуксуснай кіслатой, злучэннямі на аснове хлору) - выкарыстоўваецца ў прамысловасці пры пакаванні харчовых прадуктаў, разбурае клеткавыя мембраны і іншыя структуры арганізмаў. Перавагамі з'яўляюцца прастата і адносна нізкі кошт усталёўкі. Як і любое акісленне, гэтыя працэсы таксама ўплываюць на якасць харчовых прадуктаў. Акрамя таго, рэчывы на аснове хлору могуць быць канцэрагеннымі.
• Выкарыстанне радыёхваль і мікрахваляў – уздзеянне радыёхваль на ежу з'яўляецца прадметам папярэдніх эксперыментаў, хоць мікрахвалі (больш высокай магутнасці) ужо выкарыстоўваюцца ў мікрахвалевых печах. Гэтыя метады ў некаторым родзе ўяўляюць сабой камбінацыю тэрмічнай апрацоўкі і апраменьванні. У выпадку поспеху радыёхвалі і мікрахвалі маглі б стаць альтэрнатывай шматлікім іншым метадам стрымлівання харчовых прадуктаў і санітарыі.