Znanost o hrani: Konzerviranje i sigurnost za globalnu publiku

Osiguravanje pristupa sigurnoj i hranjivoj hrani temeljni je globalni izazov. Znanost o hrani igra ključnu ulogu u rješavanju ovog izazova, posebno u područjima konzerviranja i sigurnosti hrane. Ovaj članak će istražiti znanstvene principe i tehnološke napretke koji podupiru suvremene prakse konzerviranja i sigurnosti hrane, ispitujući njihov utjecaj na globalnu sigurnost opskrbe hranom i javno zdravlje.

Razumijevanje kvarenja hrane: Globalna perspektiva

Kvarenje hrane je proces kojim hrana postaje neprikladna za konzumaciju. To se može dogoditi zbog različitih čimbenika, uključujući:

• Mikrobni rast: Bakterije, kvasci i plijesni mogu se razmnožavati u hrani, što dovodi do nepoželjnih promjena u okusu, teksturi i mirisu. Salmonella, E. coli i Listeria primjeri su patogenih bakterija koje mogu uzrokovati bolesti prenosive hranom.
• Enzimske reakcije: Prirodno prisutni enzimi u hrani mogu katalizirati reakcije koje uzrokuju kvarenje, poput tamnjenja voća i povrća ili užeglosti masti.
• Kemijske reakcije: Oksidacija, hidroliza i druge kemijske reakcije mogu narušiti kvalitetu hrane.
• Fizička oštećenja: Nagnječenja, drobljenje ili druga fizička oštećenja mogu ubrzati kvarenje.
• Infestacija: Insekti i glodavci mogu kontaminirati i oštetiti hranu.

Na brzinu kvarenja hrane utječe nekoliko čimbenika, uključujući temperaturu, vlažnost, pH te dostupnost kisika i hranjivih tvari. Različite regije svijeta doživljavaju različite razine kvarenja zbog klimatskih razlika i infrastrukturnih ograničenja. Na primjer, u tropskim regijama s visokom vlagom i temperaturom, kvarenje hrane događa se brže nego u hladnijim, sušim klimama.

Primjer: U mnogim dijelovima podsaharske Afrike, gubici nakon žetve zbog kvarenja su značajni, što utječe na sigurnost opskrbe hranom i egzistenciju. Poboljšane tehnike konzerviranja ključne su u tim regijama.

Principi konzerviranja hrane

Metode konzerviranja hrane imaju za cilj inhibirati ili usporiti procese kvarenja, produžujući rok trajanja hrane i čineći je dostupnom za konzumaciju tijekom dužeg razdoblja. Glavni principi koji stoje iza konzerviranja hrane uključuju:

• Inhibicija mikrobnog rasta: To se može postići kontroliranjem čimbenika koji podržavaju mikrobni rast, kao što su temperatura, aktivnost vode i pH.
• Inaktivacija enzima: Toplinska obrada, poput blanširanja, može inaktivirati enzime odgovorne za kvarenje.
• Sprječavanje kemijskih reakcija: Antioksidansi se mogu koristiti za sprječavanje oksidacije, a pakiranje u modificiranoj atmosferi može smanjiti brzinu drugih kemijskih reakcija.

Uobičajene tehnike konzerviranja hrane: Globalni pregled

Brojne tehnike konzerviranja hrane razvijene su i usavršavane tijekom stoljeća. Ove tehnike se razlikuju po svojoj učinkovitosti, cijeni i prikladnosti za različite vrste hrane. Evo globalnog pregleda nekih od najčešćih metoda:

Toplinska obrada

Toplinska obrada uključuje korištenje topline za ubijanje mikroorganizama i inaktivaciju enzima. Uobičajene metode toplinske obrade uključuju:

• Pasterizacija: Zagrijavanje hrane na određenu temperaturu tijekom određenog vremena kako bi se ubili patogeni mikroorganizmi, uz očuvanje nutritivne vrijednosti i okusa. Mlijeko, sokovi i pivo se često pasteriziraju. Primjer: Pasterizacija ultra-visokom temperaturom (UHT) omogućuje čuvanje mlijeka na sobnoj temperaturi dulje vrijeme.
• Sterilizacija: Zagrijavanje hrane na visoku temperaturu kako bi se ubili svi mikroorganizmi, uključujući spore. Konzervirana hrana se obično sterilizira.
• Blanširanje: Blaga toplinska obrada koja se koristi za inaktivaciju enzima u voću i povrću prije zamrzavanja ili sušenja.

Hlađenje i zamrzavanje

Snižavanje temperature hrane usporava rast mikroba i enzimske reakcije. Uobičajene metode hlađenja i zamrzavanja uključuju:

• Hlađenje: Čuvanje hrane na temperaturama između 0°C i 4°C (32°F i 40°F) kako bi se usporilo kvarenje.
• Zamrzavanje: Čuvanje hrane na temperaturama ispod -18°C (0°F) kako bi se zaustavio rast mikroba i enzimske reakcije. Zamrzavanje može značajno produljiti rok trajanja hrane. Primjer: Brzo zamrzavanje koristi se za brzo zamrzavanje voća i povrća, čuvajući njihovu teksturu i okus.

Sušenje

Uklanjanje vode iz hrane inhibira rast mikroba i enzimske reakcije. Uobičajene metode sušenja uključuju:

• Sušenje na suncu: Tradicionalna metoda sušenja hrane izlaganjem sunčevoj svjetlosti.
• Sušenje zrakom: Sušenje hrane cirkuliranjem toplog zraka oko nje.
• Liofilizacija (sušenje zamrzavanjem): Uklanjanje vode iz zamrznute hrane pod vakuumom. Ova metoda bolje čuva teksturu i okus hrane od drugih metoda sušenja. Primjer: Liofilizirana kava je popularan proizvod širom svijeta.
• Sušenje raspršivanjem: Atomiziranje tekuće hrane u struju vrućeg zraka, što rezultira prahom. Primjer: Mlijeko u prahu proizvodi se sušenjem raspršivanjem.

Fermentacija

Fermentacija uključuje korištenje mikroorganizama za pretvaranje ugljikohidrata u kiseline, alkohole ili plinove. Ovaj proces može inhibirati rast mikroorganizama koji uzrokuju kvarenje te poboljšati okus i teksturu hrane. Primjeri: Jogurt, sir, kimchi, kiseli kupus i pivo su svi proizvodi fermentacije.

Kiseljenje

Kiseljenje uključuje konzerviranje hrane u kiseloj otopini, poput octa ili salamure. Kiselost inhibira rast mikroorganizama koji uzrokuju kvarenje. Primjeri: Kiseli krastavci, luk i paprike su uobičajena ukiseljena hrana.

Salamurenje

Salamurenje uključuje konzerviranje hrane sa solju, šećerom, nitratima ili nitritima. Te tvari inhibiraju rast mikroorganizama koji uzrokuju kvarenje te također mogu poboljšati okus i boju hrane. Primjer: Salamureno meso, poput slanine i šunke, konzervira se tehnikama salamurenja.

Zračenje (iradijacija)

Iradijacija uključuje izlaganje hrane ionizirajućem zračenju kako bi se ubili mikroorganizmi, insekti i paraziti. Iradijacija također može produžiti rok trajanja hrane. Ova metoda je strogo kontrolirana kako bi se osigurala sigurnost hrane. Primjer: Iradijacija se koristi za kontrolu Salmonele u peradi.

Pakiranje u modificiranoj atmosferi (MAP)

MAP uključuje promjenu atmosfere unutar pakiranja kako bi se usporilo kvarenje. To se može postići smanjenjem sadržaja kisika ili povećanjem sadržaja ugljičnog dioksida. Primjer: MAP se koristi za produljenje roka trajanja svježih proizvoda i mesa.

Vakuumsko pakiranje

Vakuumsko pakiranje uključuje uklanjanje zraka iz pakiranja prije zatvaranja. To inhibira rast aerobnih mikroorganizama i usporava oksidaciju. Primjer: Vakuumsko pakiranje koristi se za produljenje roka trajanja sira i prerađenog mesa.

Sigurnost hrane: Globalni prioritet

Sigurnost hrane je jamstvo da hrana neće uzrokovati štetu potrošaču kada se priprema i/ili jede u skladu s njezinom namjenom. Bolesti prenosive hranom, poznate i kao trovanje hranom, predstavljaju veliki javnozdravstveni problem diljem svijeta. Svjetska zdravstvena organizacija (SZO) procjenjuje da bolesti prenosive hranom uzrokuju 420.000 smrtnih slučajeva svake godine na globalnoj razini. Te bolesti uzrokovane su konzumiranjem hrane kontaminirane bakterijama, virusima, parazitima ili kemikalijama.

Uobičajeni patogeni koji se prenose hranom

• Bakterije: Salmonella, Campylobacter, E. coli, Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus
• Virusi: Norovirus, Hepatitis A
• Paraziti: Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum, Trichinella spiralis

Izvori kontaminacije hrane

• Sirovine: Kontaminacija se može dogoditi na izvoru, kao što su poljoprivredna polja ili tijekom proizvodnje životinja.
• Prerada: Kontaminacija se može dogoditi tijekom prerade, pakiranja ili skladištenja hrane.
• Rukovanje: Nepravilno rukovanje hranom od strane osoba koje rukuju hranom ili potrošača može dovesti do kontaminacije.
• Okoliš: Kontaminacija se može dogoditi iz okoliša, poput kontaminirane vode ili tla.

HACCP: Sustavni pristup sigurnosti hrane

Analiza opasnosti i kritične kontrolne točke (HACCP) je sustavni pristup identificiranju, procjeni i kontroli opasnosti za sigurnost hrane. HACCP se temelji na sedam principa:

1. Provesti analizu opasnosti.
2. Identificirati kritične kontrolne točke (CCP).
3. Uspostaviti kritične granice za svaku CCP.
4. Uspostaviti postupke praćenja.
5. Uspostaviti korektivne mjere.
6. Uspostaviti postupke verifikacije.
7. Uspostaviti postupke vođenja evidencije i dokumentacije.

HACCP se široko koristi u prehrambenoj industriji kako bi se osigurala sigurnost hrane. Mnoge zemlje su uvele obvezne HACCP programe za određene prehrambene proizvode.

Globalni propisi i standardi o sigurnosti hrane

Propisi i standardi o sigurnosti hrane znatno se razlikuju diljem svijeta. Neke od ključnih međunarodnih organizacija uključenih u sigurnost hrane uključuju:

• Svjetska zdravstvena organizacija (SZO): SZO pruža smjernice i podršku zemljama u pitanjima sigurnosti hrane.
• Organizacija za hranu i poljoprivredu (FAO): FAO radi na poboljšanju sigurnosti opskrbe hranom i prehrane diljem svijeta.
• Komisija Codex Alimentarius: Komisija Codex Alimentarius je međunarodno tijelo za standarde hrane koje su uspostavili SZO i FAO. Standardi Codexa koriste se od strane zemalja za razvoj vlastitih propisa o sigurnosti hrane.

Mnoge zemlje imaju vlastite nacionalne agencije za sigurnost hrane odgovorne za reguliranje proizvodnje hrane i osiguravanje sigurnosti hrane. Primjeri: Uprava za hranu i lijekove (FDA) u Sjedinjenim Državama, Europska agencija za sigurnost hrane (EFSA) u Europskoj uniji i Kanadska agencija za inspekciju hrane (CFIA) u Kanadi.

Nove tehnologije u konzerviranju i sigurnosti hrane

Napredak u tehnologiji kontinuirano dovodi do novih i poboljšanih metoda konzerviranja i sigurnosti hrane. Neke od novih tehnologija uključuju:

• Obrada visokim tlakom (HPP): Korištenje visokog tlaka za ubijanje mikroorganizama i inaktivaciju enzima bez topline.
• Pulsirajuća električna polja (PEF): Korištenje kratkih električnih impulsa za ubijanje mikroorganizama.
• Tehnologija hladne plazme: Korištenje ioniziranog plina za ubijanje mikroorganizama na površinama hrane.
• Nanotehnologija: Korištenje nanomaterijala za pakiranje hrane i primjene u sigurnosti.
• Biosenzori: Korištenje bioloških molekula za otkrivanje patogena i kontaminanata u hrani.

Uloga ambalaže u konzerviranju i sigurnosti hrane

Ambalaža igra ključnu ulogu u zaštiti hrane od kvarenja i kontaminacije. Materijali za pakiranje moraju biti:

• Prikladni za kontakt s hranom: Sigurni za kontakt s hranom.
• Svojstva barijere: Pružati barijeru protiv kisika, vlage i svjetlosti.
• Izdržljivi: Štititi hranu od fizičkih oštećenja.
• S dokazom o neovlaštenom otvaranju: Pokazivati je li pakiranje otvoreno ili neovlašteno dirano.

Primjeri materijala za pakiranje koji se koriste u konzerviranju hrane uključuju:

• Plastika: Polietilen, polipropilen i polietilen tereftalat (PET) se često koriste za pakiranje hrane.
• Metali: Aluminij i lim se koriste za konzerviranu hranu.
• Staklo: Staklene staklenke i boce koriste se za razne prehrambene proizvode.
• Papir i karton: Papir i karton se koriste za suhu hranu i za vanjsku ambalažu.

Odgovornosti potrošača u sigurnosti hrane

Potrošači također igraju ključnu ulogu u osiguravanju sigurnosti hrane. Neke ključne odgovornosti potrošača uključuju:

• Pravilno skladištenje hrane: Čuvanje hrane na ispravnoj temperaturi i vlažnosti.
• Pravilno rukovanje hranom: Pranje ruku i površina prije i poslije rukovanja hranom.
• Pravilna termička obrada: Kuhanje hrane do ispravne unutarnje temperature kako bi se ubili mikroorganizmi.
• Izbjegavanje križne kontaminacije: Držanje sirove i kuhane hrane odvojeno kako bi se spriječila kontaminacija.
• Provjeravanje rokova trajanja: Bacanje hrane kojoj je istekao rok trajanja.

Rješavanje globalne sigurnosti opskrbe hranom kroz konzerviranje i sigurnost

Učinkovite prakse konzerviranja i sigurnosti hrane ključne su za rješavanje globalne sigurnosti opskrbe hranom. Smanjenjem kvarenja hrane i sprječavanjem bolesti prenosivih hranom, možemo povećati dostupnost sigurne i hranjive hrane za sve.

Praktični uvidi:

• Ulaganje u istraživanje i razvoj: Nastaviti ulagati u istraživanje i razvoj novih i poboljšanih tehnologija za konzerviranje i sigurnost hrane.
• Jačanje propisa o sigurnosti hrane: Jačati propise i standarde o sigurnosti hrane kako bi se osiguralo da je hrana sigurna za konzumaciju.
• Poboljšanje praksi rukovanja hranom: Educirati osobe koje rukuju hranom i potrošače o pravilnim praksama rukovanja hranom.
• Smanjenje gubitaka nakon žetve: Provesti strategije za smanjenje gubitaka nakon žetve zbog kvarenja.
• Promicanje održive proizvodnje hrane: Promicati održive prakse proizvodnje hrane koje minimiziraju utjecaj na okoliš.

Zaključak

Znanost o hrani igra ključnu ulogu u osiguravanju sigurnosti i dostupnosti hrane za globalnu populaciju. Razumijevanje principa konzerviranja i sigurnosti hrane, primjena učinkovitih praksi sigurnosti hrane i prihvaćanje novih tehnologija ključni su za rješavanje globalnih izazova sigurnosti opskrbe hranom i zaštitu javnog zdravlja. Zajedničkim radom, vlade, industrija i potrošači mogu osigurati da svatko ima pristup sigurnoj, hranjivoj i pristupačnoj hrani.