Наука за храните: Съхранение и безопасност за глобална аудитория

Осигуряването на достъп до безопасна и питателна храна е основно глобално предизвикателство. Науката за храните играе решаваща роля в справянето с това предизвикателство, особено в областите на съхранение и безопасност на храните. Тази статия ще изследва научните принципи и технологичния напредък, които са в основата на съвременните практики за съхранение и безопасност на храните, като разгледа тяхното въздействие върху глобалната продоволствена сигурност и общественото здраве.

Разбиране на развалянето на храните: Глобална перспектива

Развалянето на храните е процесът, при който храната става неподходяща за консумация. Това може да се дължи на различни фактори, включително:

• Микробен растеж: Бактериите, дрождите и плесените могат да се размножават в храната, което води до нежелани промени във вкуса, текстурата и мириса. Salmonella, E. coli и Listeria са примери за патогенни бактерии, които могат да причинят хранителни заболявания.
• Ензимни реакции: Естествено срещащите се ензими в храната могат да катализират реакции, които причиняват разваляне, като например покафеняване на плодовете и зеленчуците или гранясване на мазнините.
• Химични реакции: Окисляването, хидролизата и други химични реакции могат да влошат качеството на храната.
• Физически повреди: Натъртвания, смачкване или други физически повреди могат да ускорят развалянето.
• Инфестация: Насекомите и гризачите могат да замърсят и повредят храната.

Скоростта на разваляне на храната се влияе от няколко фактора, включително температура, влажност, pH и наличието на кислород и хранителни вещества. Различните региони на света изпитват различни нива на разваляне поради климатичните разлики и инфраструктурните ограничения. Например, в тропическите региони с висока влажност и температура развалянето на храната се случва по-бързо, отколкото в по-студените и сухи климати.

Пример: В много части на Субсахарска Африка загубите след прибиране на реколтата поради разваляне са значителни, което оказва влияние върху продоволствената сигурност и поминъка. Подобрените техники за съхранение са от решаващо значение в тези региони.

Принципи на съхранение на храните

Методите за съхранение на храните имат за цел да инхибират или забавят процесите на разваляне, като удължават срока на годност на храната и я правят достъпна за консумация за по-дълги периоди. Основните принципи зад съхранението на храните включват:

• Инхибиране на микробния растеж: Това може да се постигне чрез контролиране на факторите, които поддържат микробния растеж, като температура, активност на водата и pH.
• Инактивиране на ензимите: Термичната обработка, като бланширане, може да инактивира ензимите, отговорни за развалянето.
• Предотвратяване на химични реакции: Антиоксидантите могат да се използват за предотвратяване на окисляването, а модифицираната атмосфера при опаковането може да намали скоростта на други химични реакции.

Обичайни техники за съхранение на храните: Глобален преглед

Многобройни техники за съхранение на храните са разработени и усъвършенствани през вековете. Тези техники варират по своята ефективност, цена и пригодност за различни видове храни. Ето глобален преглед на някои от най-често срещаните методи:

Термична обработка

Термичната обработка включва използване на топлина за убиване на микроорганизмите и инактивиране на ензимите. Обичайните методи за термична обработка включват:

• Пастьоризация: Загряване на храната до определена температура за определено време, за да се убият патогенните микроорганизми, като същевременно се запази хранителната стойност и вкус. Млякото, соковете и бирата обикновено се пастьоризират. Пример: Ултра-високотемпературната (UHT) пастьоризация позволява млякото да се съхранява при стайна температура за продължителни периоди.
• Стерилизация: Загряване на храната до висока температура, за да се убият всички микроорганизми, включително спори. Консервираните храни обикновено се стерилизират.
• Бланширане: Лека топлинна обработка, използвана за инактивиране на ензимите в плодовете и зеленчуците преди замразяване или сушене.

Охлаждане и замразяване

Понижаването на температурата на храната забавя микробния растеж и ензимните реакции. Обичайните методи за охлаждане и замразяване включват:

• Охлаждане: Съхраняване на храната при температури между 0°C и 4°C (32°F и 40°F) за забавяне на развалянето.
• Замразяване: Съхраняване на храната при температури под -18°C (0°F) за спиране на микробния растеж и ензимните реакции. Замразяването може значително да удължи срока на годност на храната. Пример: Светкавичното замразяване се използва за бързо замразяване на плодовете и зеленчуците, като се запазва тяхната текстура и вкус.

Сушене

Премахването на водата от храната инхибира микробния растеж и ензимните реакции. Обичайните методи за сушене включват:

• Слънчево сушене: Традиционен метод за сушене на храна чрез излагане на слънчева светлина.
• Сушене на въздух: Сушене на храна чрез циркулиране на топъл въздух около нея.
• Лиофилизация: Премахване на водата от замразена храна под вакуум. Този метод запазва текстурата и вкуса на храната по-добре от другите методи за сушене. Пример: Лиофилизираното кафе е популярен продукт в световен мащаб.
• Сушене чрез пулверизиране: Разпръскване на течна храна в поток от горещ въздух, което води до получаване на прах. Пример: Млякото на прах се произвежда чрез сушене чрез пулверизиране.

Ферментация

Ферментацията включва използване на микроорганизми за преобразуване на въглехидратите в киселини, алкохоли или газове. Този процес може да инхибира растежа на микроорганизмите, причиняващи разваляне, и да подобри вкуса и текстурата на храната. Примери: Кисело мляко, сирене, кимчи, кисело зеле и бира са продукти на ферментация.

Мариноване

Мариноването включва консервиране на храна в кисел разтвор, като оцет или саламура. Киселинността инхибира растежа на микроорганизмите, причиняващи разваляне. Примери: Мариновани краставици, лук и чушки са често срещани мариновани храни.

Осоляване

Осоляването включва консервиране на храна със сол, захар, нитрати или нитрити. Тези вещества инхибират растежа на микроорганизмите, причиняващи разваляне, и могат също така да подобрят вкуса и цвета на храната. Пример: Осолени меса, като бекон и шунка, се консервират с помощта на техники за осоляване.

Облъчване

Облъчването включва излагане на храната на йонизиращо лъчение за убиване на микроорганизмите, насекомите и паразитите. Облъчването може също така да удължи срока на годност на храната. Този метод е строго контролиран, за да се гарантира безопасността на храните. Пример: Облъчването се използва за контролиране на Salmonella в птичето месо.

Опаковане в модифицирана атмосфера (MAP)

MAP включва промяна на атмосферата вътре в опаковката, за да се забави развалянето. Това може да се постигне чрез намаляване на съдържанието на кислород или увеличаване на съдържанието на въглероден диоксид. Пример: MAP се използва за удължаване на срока на годност на пресните продукти и месото.

Вакуумно опаковане

Вакуумното опаковане включва премахване на въздуха от опаковката преди запечатването й. Това инхибира растежа на аеробните микроорганизми и забавя окисляването. Пример: Вакуумното опаковане се използва за удължаване на срока на годност на сиренето и преработените меса.

Безопасност на храните: Глобален приоритет

Безопасността на храните е гаранцията, че храната няма да причини вреда на потребителя, когато е приготвена и/или изядена според предназначението си. Хранителните заболявания, известни още като хранително отравяне, са основен проблем за общественото здраве в световен мащаб. Световната здравна организация (СЗО) изчислява, че хранителните заболявания причиняват 420 000 смъртни случая всяка година в световен мащаб. Тези заболявания се причиняват от консумацията на храна, замърсена с бактерии, вируси, паразити или химикали.

Обичайни патогени, пренасяни с храната

• Бактерии: Salmonella, Campylobacter, E. coli, Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus
• Вируси: Norovirus, Hepatitis A
• Паразити: Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum, Trichinella spiralis

Източници на замърсяване на храните

• Суровини: Замърсяването може да възникне при източника, например в селскостопанските полета или по време на производството на животни.
• Преработка: Замърсяването може да възникне по време на преработка, опаковане или съхранение на храната.
• Обработка: Неправилната обработка на храната от лицата, които я обработват, или от потребителите може да доведе до замърсяване.
• Околна среда: Замърсяването може да възникне от околната среда, като например замърсена вода или почва.

HACCP: Систематичен подход към безопасността на храните

Анализът на опасностите и критичните контролни точки (HACCP) е систематичен подход за идентифициране, оценка и контрол на опасностите за безопасността на храните. HACCP се основава на седем принципа:

1. Провеждане на анализ на опасностите.
2. Определяне на критичните контролни точки (ККТ).
3. Установяване на критични граници за всяка ККТ.
4. Установяване на процедури за мониторинг.
5. Установяване на коригиращи действия.
6. Установяване на процедури за проверка.
7. Установяване на процедури за водене на записи и документация.

HACCP се използва широко в хранително-вкусовата промишленост, за да се гарантира безопасността на храните. Много страни са въвели задължителни HACCP програми за определени хранителни продукти.

Глобални разпоредби и стандарти за безопасност на храните

Разпоредбите и стандартите за безопасност на храните варират значително в световен мащаб. Някои от ключовите международни организации, участващи в безопасността на храните, включват:

• Световна здравна организация (СЗО): СЗО предоставя насоки и подкрепа на страните по въпросите на безопасността на храните.
• Организация по прехрана и земеделие (FAO): FAO работи за подобряване на продоволствената сигурност и храненето в световен мащаб.
• Комисия Codex Alimentarius: Комисията Codex Alimentarius е международен орган за стандарти за храните, създаден от СЗО и FAO. Стандартите на Codex се използват от страните за разработване на собствени разпоредби за безопасност на храните.

Много страни имат свои собствени национални агенции за безопасност на храните, отговорни за регулиране на производството на храни и осигуряване на безопасността на храните. Примери: Агенцията по храните и лекарствата (FDA) в Съединените щати, Европейският орган за безопасност на храните (EFSA) в Европейския съюз и Канадската агенция за инспекция на храните (CFIA) в Канада.

Нововъзникващи технологии в съхранението и безопасността на храните

Напредъкът в технологиите непрекъснато води до нови и подобрени методи за съхранение и безопасност на храните. Някои нововъзникващи технологии включват:

• Обработка под високо налягане (HPP): Използване на високо налягане за убиване на микроорганизмите и инактивиране на ензимите без топлина.
• Импулсни електрически полета (PEF): Използване на кратки импулси на електричество за убиване на микроорганизмите.
• Технология на студена плазма: Използване на йонизиран газ за убиване на микроорганизмите по повърхността на храните.
• Нанотехнология: Използване на наноматериали за опаковане на храните и приложения за безопасност.
• Биосензори: Използване на биологични молекули за откриване на патогени и замърсители, пренасяни с храната.

Ролята на опаковките в съхранението и безопасността на храните

Опаковките играят решаваща роля за защита на храната от разваляне и замърсяване. Опаковъчните материали трябва да бъдат:

• Хранителни: Безопасни за контакт с храна.
• Бариерни свойства: Осигуряват бариера срещу кислород, влага и светлина.
• Издръжливи: Предпазват храната от физически повреди.
• Защита срещу подправяне: Показват дали опаковката е била отваряна или подправяна.

Примери за опаковъчни материали, използвани при съхранението на храните, включват:

• Пластмаси: Полиетилен, полипропилен и полиетилен терефталат (PET) обикновено се използват за опаковане на храни.
• Метали: Алуминий и бяла ламарина се използват за консервирани храни.
• Стъкло: Стъклени буркани и бутилки се използват за различни хранителни продукти.
• Хартия и картон: Хартия и картон се използват за сухи храни и за външна опаковка.

Отговорности на потребителите за безопасност на храните

Потребителите също играят решаваща роля за осигуряване на безопасността на храните. Някои ключови отговорности на потребителите включват:

• Правилно съхранение на храната: Съхраняване на храната при правилната температура и влажност.
• Правилна обработка на храната: Измиване на ръцете и повърхностите преди и след обработка на храната.
• Правилно готвене: Готвене на храната до правилната вътрешна температура, за да се убият микроорганизмите.
• Избягване на кръстосано замърсяване: Съхраняване на суровите и сготвените храни отделно, за да се предотврати замърсяване.
• Проверка на сроковете на годност: Изхвърляне на храната, на която е изтекъл срокът на годност.

Справяне с глобалната продоволствена сигурност чрез съхранение и безопасност

Ефективните практики за съхранение и безопасност на храните са от съществено значение за справяне с глобалната продоволствена сигурност. Чрез намаляване на развалянето на храните и предотвратяване на хранителните заболявания можем да увеличим наличието на безопасна и питателна храна за всички.

Практически идеи:

• Инвестиране в научни изследвания и развитие: Продължаване на инвестициите в научни изследвания и развитие на нови и подобрени технологии за съхранение и безопасност на храните.
• Засилване на разпоредбите за безопасност на храните: Засилване на разпоредбите и стандартите за безопасност на храните, за да се гарантира, че храната е безопасна за консумация.
• Подобряване на практиките за обработка на храните: Обучаване на лицата, които обработват храната, и на потребителите относно правилните практики за обработка на храната.
• Намаляване на загубите след прибиране на реколтата: Прилагане на стратегии за намаляване на загубите след прибиране на реколтата поради разваляне.
• Насърчаване на устойчиво производство на храни: Насърчаване на устойчиви практики за производство на храни, които минимизират въздействието върху околната среда.

Заключение

Науката за храните играе решаваща роля за осигуряване на безопасността и наличието на храна за глобалното население. Разбирането на принципите на съхранение и безопасност на храните, прилагането на ефективни практики за безопасност на храните и възприемането на нововъзникващите технологии са от съществено значение за справяне с глобалните предизвикателства пред продоволствената сигурност и за защита на общественото здраве. Работейки заедно, правителствата, индустрията и потребителите могат да гарантират, че всеки има достъп до безопасна, питателна и достъпна храна.