Уничтожайте болезнетворные микроорганизмы, не уничтожая продукты
Технологии

Уничтожайте болезнетворные микроорганизмы, не уничтожая продукты

Снова и снова СМИ сотрясают скандалы из-за зараженных продуктов питания. Тысячи людей в развитых странах заболевают после употребления зараженных, испорченных или фальсифицированных продуктов. Количество продуктов, снятых с продажи, постоянно растет.

Список угроз для безопасности пищевых продуктов, а также для людей, которые их потребляют, намного длиннее, чем у достаточно известных патогенов, таких как сальмонелла, норовирусы или те, которые имеют особо печально известную репутацию.

Несмотря на бдительность и использование промышленностью целого ряда технологий сохранения пищевых продуктов, таких как термическая обработка и облучение, люди продолжают болеть и умирать от зараженных и нездоровых продуктов.

Задача состоит в том, чтобы найти масштабируемые методы, которые уничтожат опасные микробы, сохраняя при этом вкус и питательную ценность. Это непросто, так как многие методы уничтожения микроорганизмов имеют тенденцию ухудшать эти показатели, разрушать витамины или изменять структуру пищи. Другими словами, варка салата может сохранить его, но кулинарный эффект будет плохим.

Холодная плазма и высокое давление

Среди множества способов стерилизации пищевых продуктов — от микроволн до пульсирующего ультрафиолетового излучения и озона — большой интерес представляют две новые технологии: холодная плазма и обработка под высоким давлением. Ни один из них не решит всех проблем, но оба могут способствовать повышению безопасности продовольственного снабжения. В одном исследовании, проведенном в Германии в 2010 году, ученые-диетологи смогли избавиться от более чем 20% определенных штаммов, вызывающих пищевое отравление, в течение 99,99 секунд после применения холодной плазмы.

Холодная плазма это очень реактивное вещество, состоящее из фотонов, свободных электронов и заряженных атомов и молекул, которые могут деактивировать микроорганизмы. Реакции в плазме также генерируют энергию в виде ультрафиолетового света, повреждая ДНК микробов.

Использование холодной плазмы

Обработка под высоким давлением (HPP) представляет собой механический процесс, который оказывает огромное давление на пищу. Однако он сохраняет свой вкус и пищевую ценность, поэтому ученые видят в нем эффективный способ борьбы с микроорганизмами в продуктах с низким содержанием влаги, мясе и даже некоторых овощах. ГЭС на самом деле старая идея. Берт Холмс Хайт, исследователь в области сельского хозяйства, впервые сообщил о его использовании еще в 1899 году, когда искал способы уменьшить порчу коровьего молока. Однако в его время установки, необходимые для ГЭС, были очень сложными и дорогими в строительстве.

Ученые не до конца понимают, как HPP деактивирует бактерии и вирусы, оставляя пищу нетронутой. Они знают, что этот метод атакует более слабые химические связи, которые могут иметь решающее значение для функционирования бактериальных ферментов и других белков. В то же время HPP оказывает ограниченное влияние на ковалентные связи, поэтому химические вещества, влияющие на цвет, вкус и питательную ценность пищи, остаются практически нетронутыми. А поскольку стенки растительных клеток прочнее мембран микробных клеток, они, по-видимому, лучше противостоят высокому давлению.

Разрушение микробных клеток прессовыми методами

В последние годы так наз. «барьерный» метод Лотар Лейстнер, который сочетает в себе множество методов санитарии, чтобы убить как можно больше патогенов.

плюс борьба с отходами

По мнению ученых, самый простой способ обеспечить безопасность пищевых продуктов — убедиться, что они не загрязнены, имеют надлежащее качество и известное происхождение. Крупные розничные сети, такие как Walmart в США и, например, Carrefour в Европе, уже некоторое время используют технику блокчейна () в сочетании с датчиками и отсканированными кодами для контроля процесса доставки, происхождения и качества продуктов питания. Эти методы также могут помочь в борьбе за сокращение пищевых отходов. Согласно отчету Boston Consulting Group (BCG), ежегодно во всем мире выбрасывается около 1,6 млрд тонн продуктов питания, и, если с этим ничего не делать, к 2030 году эта цифра может возрасти до 2,1 млрд. Отходы присутствуют на протяжении всей цепочки создания стоимости: от производства растений до обработки и хранения, обработки и упаковки, распределения и розничной торговли, и, наконец, вновь появляются в больших масштабах на этапе конечного потребления. Борьба за безопасность пищевых продуктов естественным образом ведет к сокращению отходов. Ведь пища, не поврежденная микробами и болезнетворными микроорганизмами, выбрасывается в меньшей степени.

Масштабы пищевых отходов в мире

Старые и новые методы борьбы за безопасные продукты питания

  • Термическая обработка – в эту группу входят широко используемые методы, например, пастеризация, т.е. уничтожение вредных микробов и белков. Их недостаток в том, что они снижают вкус и пищевую ценность продуктов, а также в том, что высокая температура не уничтожает всех болезнетворных микроорганизмов.
  • Облучение – это метод, используемый в пищевой промышленности для воздействия на продукты электронными, рентгеновскими или гамма-лучами, которые разрушают ДНК, РНК или другие химические структуры, вредные для организмов. Проблема в том, что загрязнение невозможно удалить. Есть также много опасений по поводу доз радиации, которые должны потреблять работники пищевой промышленности и потребители.
  • Использование высоких давлений – этот метод блокирует выработку вредных белков или уничтожает клеточные структуры микробов. Он хорошо подходит для продуктов с низким содержанием воды и не повреждает сами продукты. Недостатками являются высокие затраты на установку и возможное разрушение более нежных пищевых тканей. Этот метод также не убивает некоторые бактериальные споры.
  • Холодная плазма — это технология, находящаяся в стадии разработки, принцип которой еще полностью не объяснен. Предполагается, что в этих процессах образуются активные кислородные радикалы, разрушающие микробные клетки.
  • УФ-излучение — метод, применяемый в промышленности, разрушающий структуры ДНК и РНК вредоносных организмов. Было обнаружено, что импульсный ультрафиолетовый свет лучше подходит для инактивации микробов. Недостатками являются: нагрев поверхности изделий при длительном воздействии, а также опасения за здоровье работников промышленных предприятий, где используются УФ-лучи.
  • Озонирование – аллотропная форма кислорода в жидком или газообразном виде является эффективным бактерицидным средством, разрушающим клеточные мембраны и другие структуры организмов. К сожалению, окисление может ухудшить качество пищи. К тому же контролировать равномерность всего процесса непросто.
  • Окисление химическими веществами (например, перекисью водорода, надуксусной кислотой, соединениями на основе хлора) – используется в промышленности при упаковке пищевых продуктов, разрушает клеточные мембраны и другие структуры организмов. Преимуществами являются простота и относительно низкая стоимость установки. Как и любое окисление, эти процессы также влияют на качество пищевых продуктов. Кроме того, вещества на основе хлора могут быть канцерогенными.
  • Использование радиоволн и микроволн – воздействие радиоволн на пищу является предметом предварительных экспериментов, хотя микроволны (более высокой мощности) уже используются в микроволновых печах. Эти методы в некотором роде представляют собой комбинацию термической обработки и облучения. В случае успеха радиоволны и микроволны могли бы стать альтернативой многим другим методам сдерживания пищевых продуктов и санитарии.

Добавить комментарий