Příčina mikrobiálního znečištění obalu

Současný systém bezpečnosti potravin a požadavky na zdravotní nezávadnost jejich obalů jsou na vysoké úrovni. Pokud nakupujeme výrobky od korektního výrobce, který uvádí svou adresu, není se třeba obávat.

Možná rizika kontaminace obalů

Z dosavadních kontrol obalů potravin vyplývá, že se z obalů mohou uvolňovat látky v objemech kolem 10 mikrogramů na kilogram obalu. Vliv takového množství na lidský organismus je zanedbatelný a je prakticky na hranici měřitelnosti. Samozřejmě rizika týkající se množství různých látek záleží na typu příslušné látky a nelze tedy zevšeobecňovat.

Oproti kontaminaci jídla z obalů představuje vyšší riziko průniku látek do potravin používané nádobí. Nekvalitně vyrobené nádobí z umělých hmot může potraviny kontaminovat řadou nebezpečných látek, jako je například formaldehyd z melaminového nádobí. Ale ani u napohled bezpečného porcelánového nádobí si nemůžeme být zcela jisti - to v případě dekorů, z nichž se mohou uvolňovat například těžké kovy (olovo nebo kadmium).

Další rizika kontaminace v sobě nese dnes moderní využívání obalů z recyklovaných materiálů, ať již jde o recyklovaný papír nebo recyklované plasty. Osobně proto nepovažuji za rozumné používat recyklované obaly v potravinářství, toho bych se možná bál víc než kontaminantů z obalů vyrobených osvědčenými technologiemi.

Klasické papírové obaly jsou naopak podle jeho slov zcela bezpečné. Je to vlastně čistá buničina s minimálním obsahem plniv, klížidel nebo třeba zjasňovadel.

Čtěte také: Příčiny znečištění ovzduší v MSK

Nebezpečí nehrozí ani z fólií na operativní zabalení potravin, které se k tomuto účelu běžně používají v obchodech i domácnostech. Jde totiž o obaly, jejichž výroba je pod kontrolou příslušných dozorových orgánů, a které jsou - a to je důležité i v případě, že kontrola selže - velmi tenké.

Pokud bychom tak třeba v létě zapomněli fólií obalenou potravinu na sluníčku a pokud by se z ní uvolnily některé látky, znamená v praxi tloušťka fólie v řádech jednotek mikronů, že riziko druhotné kontaminace je zanedbatelné.

V případě obalů platí přitom totéž na hojně používané alobaly, které (ani při použití při vyšších teplotách při grilování) nepředstavují nebezpečí druhotné kontaminace potravin, snad s výjimkou případů, kdy se do alobalu zabalí nějaká agresivní kyselá náplň.

Paradoxů je celá řada. Například to, že spotřebitel preferuje pestré obaly potravin, které jsou potištěny barvami, o nichž se předpokládá, že nepřijdou do kontaktu s potravinami a požadavky na ně nemusí splňovat přísná kritéria na obsah pro organismus rizikových látek.

Balení potravin v modifikované atmosféře (MA)

Změny vlhkosti a oxidoredukční změny potravin představují základní procesy ovlivňující kvalitu skladovaných potravin, které lze zásadním způsobem ovlivnit systémem balení. Částečně to platí i o změnách způsobených mikroorganismy.

Čtěte také: Znečištění životního prostředí: příčiny a důsledky

Vlhkost významně ovlivňuje chemické, enzymové a zejména mikrobiologické děje v potravinách, a proto je přiměřená schopnost obalu bránit transportu vlhkosti mezi potravinou a okolím často nezbytným předpokladem zajištění použitého konzervačního postupu založeného na snižování vodní aktivity v potravině.

Oxidoredukční změny představují co do obecného významu nejdůležitější chemické změny potravin. Současná obalová technika využívá k maximálnímu omezení ztrát nutričně a senzoricky významných složek potravin v důsledku oxidačních reakcí dvě základní opatření: regulace kontaktu s atmosférickým kyslíkem a úprava atmosféry uvnitř obalu pasivním i aktivním způsobem.

Pokud jde o kažení potravin působené mikroorganismy, je většina používaných systémů balení založena na odnímání volného kyslíku z vnitřního prostoru obalu a tím inhibici aerobních forem mikroorganismů. Proti citlivým formám mikrobů, a to i anaerobních, se uplatňuje i vyšší koncentrace oxidu uhličitého.

V moderní teorii balení potravin je ochrana baleného zboží před nežádoucími oxidoredukčními reakcemi, ale i změnami vlhkosti a mikrobiologickými změnami stěžejním problémem balení potravin v modifikované atmosféře (MA). Snad nejvýznamnější skupinu produktů balených v modifikované atmosféře představují chlazené potraviny, zejména tzv. minimálně opracované produkty.

Typy potravin balených v modifikované atmosféře

Z hlediska požadavků na propustnost obalových materiálů lze potraviny balené v MA rozdělit do dvou základních skupin:

Čtěte také: Jak upravit vodu od mikrobiálního znečištění

• produkty, v nichž byly pletiva či tkáně během zpracování umrtveny, resp., jejichž zbytková aktivita má být maximálně omezena ("sous-vide" produkty, masné výrobky, sýry, saláty atd.)
• potraviny, u nichž je žádoucí zachovat výměnu plynů s okolím. Sem patří jednak výrobky obsahující části čerstvých plodin, jejichž pletiva vykazují metabolické přeměny nezbytné pro požadovanou údržnost, a dále potraviny, v nichž dochází k fermentačním procesům, např. některé druhy zrajících sýrů.

V případě opracovaných potravin lze nároky na obaly charakterizovat s ohledem na způsob konzervace a dobu skladování především přiměřeně nízkou propustností pro permanentní plyny. Vzhledem k úplné absenci metabolických přeměn nebo jejich maximálně možnému omezení není totiž žádoucí výměna plynů, zejména kyslíku, mezi obsahem obalu a okolím.

Hlavními chemickými změnami, které v tomto případě ovlivňují údržnost produktu, jsou oxidační procesy, zejména oxidace tuků, popř. přirozených barviv a dalších oxylabilních složek. Stabilita produktu je limitována i růstem mikrobiální kontaminace. Praktické provedení těchto balení zahrnuje jak tzv. "vakuově" balené výrobky, tak potraviny balené v ochranné atmosféře.

Vakuové balení spočívá v rovnoměrném odstranění všech plynů přítomných v okolí potraviny tak, že obsah kyslíku v okolí produktu poklesne pod 1 % původního množství. Principem balení v ochranné atmosféře je nahrazení vzduchu z obalu směsí plynů výhodného složení, většinou s nízkým obsahem kyslíku a zvýšenou hladinou dusíku, resp. oxidu uhličitého.

Pokud jde o složení MA, jsou pro její vytvoření při balení potravin běžně používány dusík a oxid uhličitý. Přitom působení obou plynů není stejné. Zatímco dusík působí jako inertní plyn pouze vyplňující prostor namísto oxidačně účinného kyslíku, je působení oxidu uhličitého složitější.

Kromě náhrady kyslíku má CO2 při koncentracích nad 15 - 20 % inhibiční účinek na růst většiny mikroorganismů. Navíc po rozpuštění v potravině ovlivňuje její pH, čímž opět nepřímo ovlivňuje růst mikroorganismů.

Pro balení mikrobiálně stabilních potravin je tak typické použití dusíku, pro balení mikrobiálně nestabilních potravin jsou charakteristické spíše směsi plynů s oxidem uhličitým, neboť MA má zpomalovat činnost mikrobů přítomných na povrchu potraviny. Přitom čím větší obsah CO2, tím je tento antimikrobiální účinek významnější.

Vyšší obsahy CO2 v MA však mohou mít i nepříznivé důsledky, a proto jsou v praxi používány koncentrace tohoto plynu v rozmezí asi 20 - 50 %. Pro balení čerstvého masa jsou v současnosti typické atmosféry s vysokým obsahem kyslíku (70 % - 80 %) zajišťující jasně červenou barvu baleného produktu.

Problémy spojené s balením v MA

Obecné problémy, které balení v MA přináší, lze charakterizovat asi následovně:

• Při vakuovém balení či balení v inertní atmosféře, která je plněna do obalu po jeho evakuaci, je třeba zohlednit strukturu balené potraviny, která může být vyšším vakuem poškozena. V takových případech je nezbytné použít menší úroveň vakua, popř. se jeho aplikaci zcela vyhnout.
• Aplikace inertní atmosféry výplachem vzduchu uvnitř obalu před uzavřením není vhodná pro porézní produkty nebo při použití obalových prostředků z napěněných polymerů. V obou případech se z potraviny nebo obalu po uzavření uvolňují plyny, které složení MA pozměňují.
• CO2 je značně rozpustný v potravinách. To může působit smršťování obalu při aplikaci MA s vyšším obsahem tohoto plynu, tzv. pseudovakuový efekt, a pokles pH potraviny.
• Aplikace MA s vysokým obsahem O2 u červeného masa má i negativní důsledky v urychlení oxidace tuků a podpoře růstu aerobních forem bakterií. Je-li současně používán vyšší obsah CO2, je efektivně inhibován růst bakterií rodu Pseudomonas a růst plísní.

Balení v MA často využívá i tzv. aktivních systémů balení, zejména absorbérů kyslíku, antikondenzační úpravy fólií, indikátorů teploty, složení MA atd.

Pokud jde o požadavky na obalové materiály, je užitečné rozlišit podle požadavků na propustnost obalového materiálu pro plyny dva extrémní případy, mezi nimiž je v praxi pochopitelně plynulý přechod:

• prvním jsou obalové materiály určené pro balení oxylabilních potravin s velmi dlouhou skladovatelností, tj. cca nad 6 měsíců (např. pasterované či sterilované potraviny),
• druhý představují obalové materiály určené pro balení oxylabilních potravin s dobou skladovatelnosti zhruba do dvou týdnů (většina lahůdkářských výrobků skladovaných v chladírenských podmínkách).

Jak již bylo uvedeno, má propustnost obalového materiálu klíčový význam při jeho výběru pro daný potravinářský produkt, který má být balen v modifikované atmosféře.

Aktivní obaly

Po systému pomalého uvolňování a regulovaného uvolňování částic jsou příští generací systémy uvolňování částic z matrice podle požadavku. Koncepce Bio-switch byla využita při vývoji systému, který dokáže detegovat a automaticky odpovídat na změny (vnější podněty) v prostředí.

Vnějším podnětem může být např. změna teploty, pH, vlhkosti, UV nebo přítomnost určitých metabolitů. Bio-switch převádí tyto podněty na určitou funcionalitu. Cílem je vyvinout systémy, které budou aktivní pouze v době a tam, kde je to potřebné. Všeobecnou výhodou této koncepce je zvýšení stability, specifičnosti a snížení potřebných chemikálií.

Příkladem využití bio-switch jsou antimikrobiální aktivní obaly. Malé částice skládající se z matrice polysacharidů, např. škrobu nebo různých směsí přírodních polymerů, obsahující antimikrobiální sloučeninu, jsou naneseny na povrch potravinářského obalu.

V případě mikrobiální kontaminace výrobku začnou mikroorganismy vylučovat enzymy, které hydrolyzují polysacharidy (matrici), aby je využili jako substrát. Částečná degradace částic indukuje uvolňování antimikrobiální sloučeniny a výsledkem je inhibice mikrobiálního růstu.

V souvislosti s aktivními obaly chybí v současné době v EU příslušná legislativa pro materiály přicházející do kontaktu s potravinami. Pokud bude nová legislativa schválena, bude možné využívat aktivní obaly v potravinářském průmyslu.

Sklady obalů pro potraviny a péče o obalový materiál

Skladování obalů

Přestože je většina obalových materiálů poměrně stabilní a na první pohled nevyžaduje zvláštních opatření, je třeba jejich skladování věnovat pozornost. Obecně je nutno zabránit mikrobiálnímu i mechanickému znečištění skladovaných obalů a obalových materiálů tak, aby byly dodrženy mikrobiologické požadavky na ně kladené.

Dále je prakticky vždy třeba chránit obaly před vlivem srážek. Obaly by měly být skladovány ve zvláštních místnostech, popř. přístřešcích, a až do okamžiku expedice do výroby chráněny přepravním obalem.

Obaly ze dřeva

Pokud jde o obaly ze dřeva, je třeba jejich stavu věnovat značnou pozornost. Nové obaly je třeba chránit před působením vlhkosti, obsah vody ve dřevě by se měl pohybovat v rozmezí cca 12 - 19 %. Při vyšší vlhkosti hrozí napadení mikroorganismy, změny vlhkosti obecně mohou mít vliv na rozměrové změny obalů.

Nové sudy a kádě je obvykle třeba před použitím třeba vyluhovat, nejčastěji střídavým působením roztoků sody, vody a roztoků kyseliny siřičité vždy po několik dní. Prázdné již používané sudy a kádě je třeba sířit, běžně spalováním proužků síry, vždy po vyprázdnění.

Skleněné obaly

I skleněné obaly je třeba skladovat za vhodných podmínek. Kromě výše zmíněných obecných zásad týkajících se možného mikrobiální a mechanické kontaminace je nutné skladovat skleněné obaly tak, aby na nich nemohla po delší dobu působit voda, například srážková vlhkost nezatekla do palety se sklenicemi přebalenými průtažnou fólií.

Je-li na skle po delší dobu kapka vody, vyluhují se do ní pomalu ionty alkálií a hodnota pH se pomalu zvyšuje. Nedojde-li k odpaření vody, může postupně alkalické působení být tak silné, že se sklo začne skutečně rozpouštět za vzniku křemičitanů. Ty pak při nepříliš důkladném omytí mohou dostat až do potravinářského produktu a být příčinou zákalů.

Jaké budou obaly budoucnosti?

Budou aktivní a biodegradabilní. K polymerům vyráběným z ropy, pomalu ale jistě vyrůstá konkurence v bioplastech. Odbouratelnosti. materiálů se zabývá vědní obor nanotechnologie. na úrovni atomů, pracovní rozmezí nanotechnologií se pohybuje mezi 1-100 nm.

Spotřebitelé se budou setkávat s novou generací obalových materiálů. Obaly mají nejčastěji povahu takzvaných nanokompozitů. Do matrice polymeru se přidávají nanočástice nanokrystalů (polyethylen, polystyren atd.) a nebo bioplasty.

Inteligentní obal aktivně mění podmínky, za kterých je balená potravina uchovávána. Obal může upravovat senzorické (vzhled, texturu) nebo nutriční vlastnosti potraviny. Inteligentní obal může spotřebiteli podat informaci o její kvalitě. Scavengers, který můžeme přeložit jako „zametači" nebo „uklízeči", odstraňují nežádoucí plyny, které jsou nejčastěji způsobeny těkavými aldehydy a aminy.

Funkci obalu jako prostředku vizuální komunikace mezi výrobcem a zákazníkem zprostředkují tzv. inteligentní obaly. Jejich funkční prvky slouží jako indikátory teploty, tepelného účinku, složení atmosféry v obalu a čerstvosti. Teplotní režim hlídají štítky nebo značky na povrchu obalu, které reagují mechanickou, chemickou nebo enzymaticky katalyzovanou barevnou změnou.

Indikátory složení atmosféry upozorňují na porušení těsnosti obalu či na mikrobiální změny na principu reakce na obsah kyslíku, oxidu uhličitého, změnu vlhkosti nebo pH. Indikátory čerstvosti pracují na principu reakce s plynnými metabolity potravin, např. aminů při zrání ryb.

Ekologické obaly

Plastové obaly na potraviny mají dvě závažné nevýhody: vedou k hromadění milionů tun plastového odpadu v životním prostředí a potraviny zabalené do obalů a nádob na bázi ropy jsou náchylnější k mikrobiální kontaminaci.

Vědci vyvinuli biopolymer využívající pullulan - přirozeně se vyskytující polysacharid získávaný z houby Aureobasidium pullulans - a vodu (jako rozpouštědlo). Obě tyto složky byly zpracovány pomocí technologie FRJS, který směs přeměnil na antimikrobiální pullulanová vlákna (APF).

V dalším kroku vědci testovali APF proti mikrobům, jako je Aspergillus fumigatus a Escherichia coli, jež běžně infikují ovoce a zeleninu. Došli k poznatku, že po aplikaci APF došlo k poklesu populací patogenů. Odborníci dále nanesli antimikrobiální vlákna na avokádo.

tags: #příčina #mikrobiálního #znečištění #obalu

Oblíbené příspěvky:

• Ideální doba pro návštěvu Egypta
• Učebnice ekologie pro SŠ a SOŠ
• Máj: Zájímavosti a rozbor
• Odpadkové koše z chromu
• Účast veřejnosti a ekologická újma: Podrobná analýza