Ασφάλεια τροφίμων φυτικής προέλευσης. Λαχανικά, φρούτα, σιτηρά

Transcript

1 Ασφάλεια τροφίμων φυτικής προέλευσης Λαχανικά, φρούτα, σιτηρά

2 Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά Τεράστιο οικονομικό πρόβλημα από τις μικροβιολογικές μολύνσεις και αλλοιώσεις ¼ της παραγωγής αλλοιώνεται πριν από την κατανάλωση Μη σημαντικές επιπτώσεις στην υγεία του καταναλωτή

3 Άνεμος αλλαγών Τα τελευταία χρόνια παρατηρούνται αλλαγές: στις διαιτολογικές συνήθειες Στη διακίνηση των τροφίμων Στη διαδικασία παραγωγής Στην εντατικοποίηση της παραγωγής Νέοι τύποι αλλοιώσεων πιο επικίνδυνοι!

4 Λαχανικά - φρούτα, καρποί Καρποί είναι όλα τα όργανα των φυτών που φέρουν σπόρους: φρούτα αλλά και καρποί που θεωρούνται λαχανικά (τομάτες, αγγούρια, πιπεριές) Λαχανικά είναι όλα τα υπόλοιπα μέρη των φυτών που τρώγονται (φύλλα, σπόροι, ρίζες)

5 Είδη αλλοίωσης των τροφίμων φυτικής προέλευσης Αλλοιώσεις (μεταβολές σε χρώμα, γεύση, οσμή, υφή) που προκύπτουν πριν από την συγκομιδή: φυτοπαθογόνοι μο Αλλοιώσεις που προκύπτουν μετά την συγκομιδή: αλλοιογόνοι μο (μικροβιολογία τροφίμων)

6 Είδη αλλοίωσης των τροφίμων φυτικής προέλευσης Ενεργός αλλοίωση: προκαλείται από φυτοπαθογόνους μο που δρουν σε υγιή προϊόντα Παθητική αλλοίωση: οι μο εισέρχονται μέσα μετά από βλάβη του επιδερμικού ιστού. Προκαλείται από: o κακό εξοπλισμό κατά τη συγκομιδή, o προσβολή από έντομα ή o μετά από προσβολή από φυτοπαθογόνο μο

7 Προέλευση των αλλοιογόνων μο Κανονική μικροχλωρίδα των φυτικών προϊόντων προέρχεται από το χώμα, τον αέρα, τη σκόνη, το νερό, το μέσο λίπανσης Μετά την συλλογή τους: χλωρίδα δοχείων και χώρων που αποθηκεύονται

8 Βακτήρια Μύκητες Gram - βάκιλλοι Βακτήρια του γαλακτικού οξέος Gram + Γένος Pseudomonas Alcaligenes Chromobavterium Flavobacterium Enterobacter Lactobacillus Streptococcus Leuconostoc Bacillus Micrococcus Corynebacterium Aspergillus Fusarium Alternaria Aureobasidium Penicillium Sclerotinia Botrytis Rhizopus Ζύμες Μεγάλη ποικιλία

9 Αλλοίωση περιγράφεται από τα συμπτώματα που εμφανίζονται συχνά σε ένα συγκεκριμένο προϊόν π.χ. κρεμύδια γλυκοπατάτες: μαύρη σήψη (Aspergillus niger, Ceratocystis fimriata) Αλλοιώσεις

10 Ceratocystis fimriata

11 Λάχανο: σήψη γκρι μούχλας: Botrytis

12 Σήψη γκρι μούχλας:botrytis cinerea

13 Μαλακή σήψη Erwinia carotovora Bacillus spp. Clostridium spp.

14 Erwinia carotovora

15 Μηχανισμοί αλλοίωσης o Εξουδετέρωση των μηχανισμών άμυνας των υγιών φυτικών κυττάρων (τραυματισμός) o Επιδερμική στρώση κυττάρων (επιδερμίδα, φλοιός ή κέλυφος) που αποτελείται από κυτταρίνη, πηκτίνη και πιθανά ένα στρώμα κεριού (κουτίνη) o Ένζυμα αλλοιογόνων μο: πηκτινάσες, κυτταρινάσες, πρωτεάσες, φωσφατάσες, αφυδρογονάσες)

16 Φυσική κατάσταση του φυτού Καλή φυσιολογική υγεία του φυτού: Μηχανισμοί άμυνας πιο αποδοτικοί Μη κλιμακτηριακά προϊόντα: δεν παρουσιάζουν καμία απότομη άνοδο του ρυθμού αναπνοής μετά τη συγκομιδή τους (φράουλες, φασόλια, μαρούλι) Κλιμακτηριακά : συνεχίζουν να ωριμάζουν και να αναπτύσσονται μετά τη συγκομιδή μέχρι την γήρανση (μπανάνες, τομάτες) Πιο ευάλωτα προϊόντα λόγω της συσσώρευσης αποικοδομητικών ενζύμων

17 Λαχανικά (μέθοδοι συντήρησης) Ι) Ασηψία Συνθήκες υγιεινής κατά τη συλλογή, επεξεργασία, συντήρηση (χώροι, δοχεία, άνθρωποι) Ξέπλυμα. Νερό!!! Υψηλής μικροβιολογικής ποιότητας Προσθήκη χλωρίνης στο νερό (5 250mg/L) κυτ/g σταφρέσκαλαχανικά Συγκράτηση υγρασίας, ευνοεί την αλλοίωση από μο

18 Λαχανικά (μέθοδοι συντήρησης) ΙΙ) Χρήση θέρμανσης Επεξεργασία μέσα σε δοχεία σε υψηλές θερμοκρασίες (>120 ο C) Συχνά πριν από κάποια επεξεργασία (αφυδάτωση, κατάψυξη, κονσερβοποίηση) τοποθετούνται σε βραστό νερό για λίγα λεπτά μείωση του μικροβιακού φορτίου κατά 1000 έως φορές

19 Λαχανικά (μέθοδοι συντήρησης) ΙΙΙ) Χρήση χαμηλών θερμοκρασιών Διαφορετικά είδη διαφορετικές θερμοκρασίες Κατάψυξη: μειώνει κατά 50% το μικροβιακό φορτίο. Εξαρτάται από την αρχική μικροβιολογική ποιότητα! Για τα κατεψυγμένα λαχανικά προτιμώνται οι μικρές συσκευασίες για να χρησιμοποιείται ολόκληρη η συσκευασία κατευθείαν, χωρίς να αποψύχονται αργά. Παράδειγμα: μόλυνση καλαμποκιού από Staphylococcus aureus που παράγει τοξίνη εάν αποψυχθεί από την προηγούμενη ημέρα

20 Χρήση χαμηλών θερμοκρασιών

21 Λαχανικά (μέθοδοι συντήρησης) IV) Αφυδάτωση Ξήρανση Διαδικασία που θανατώνει τις ζύμες και τα περισσότερα βακτήρια, δεν καταστρέφει όμως τις ανθεκτικές μορφές Αύξηση στην αγορά αφυδατωμένων λαχανικών Η διαδικασίαπεριλαμβάνει: τεμαχισμό, μερική αφυδάτωση, εφαρμογή θέρμανσης+ πίεσης σε κλειστούς περιστρεφόμενους θαλάμους. Διακοπή της πίεσης απώλεια ξανά υγρασίας, δημιουργία πορώδους δικτύου που επιτρέπει την καλή ανάκτηση του προϊόντος

22 Αφυδάτωση Ξήρανση

23 Λαχανικά (μέθοδοι συντήρησης) V) προσθήκη συντηρητικών ουσιών Δεν συνηθίζεται Πιθανά επεξεργασία της επιφάνειας σε μαρούλι, σπανάκι κλπ, με άλατα ψευδαργύρου για τους μύκητες. Ατμοί διφαινυλίου προστατεύουν τις πατάτες από μόλυνση με Fusarium spp. Αλάτι σε ζυμωμένα λαχανικά

24 Λαχανικά (μέθοδοι συντήρησης) Τροποποιημένη ατμόσφαιρα o Συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα: μείωση της συγκ. O 2 και αύξηση της συγκ. CO 2 (min 5%) o Μείωση της διαδικασίας αναπνοής και γήρανσης

25 Λαχανικά (αλλοιώσεις) Μετασυλλεκτικές αλλοιώσεις: μεταξύ συγκομιδής και κατανάλωσης Φυτοπαθογόνοι μο ή σαπροφυτικοί. Εξαρτάται από τις συνθήκες συντήρησης (υγρασία θερμοκρασία) Μύκητες κυρίως: Geotrichum candidum, Botrytis cinerea, Rhizopus spp., Penicillium spp., Trichothecium roseum, Alternaria spp. Μαλακή σήψη (Erwinia carotovora) Pseudomonas spp. Κίνδυνος για παραγωγή μυκοτοξινών και στα αφυδατωμένα προϊόντα

26 Alternaria spp. Penicillium spp.

27 Trichothecium roseum

28 Geotrichum candidum

29 Λαχανικά (παθογόνοι μο) Τελευταία και στις ανεπτυγμένες χώρες άρχισαν να εμφανίζονται Salmonella spp., Listeria spp., Aeromonas spp. Ιοί Πρωτόζωα Χαμηλής ποιότητας νερό άρδευσης, κοπριά μη χωνεμένη ή κομποστ που δεν έχει ωριμάσει

30 Φρούτα Διαθέτουν αντίστοιχη μικροχλωρίδα με των λαχανικών Όξινο ph, +οξειδοαναγωγικό δυναμικό, υψηλή συγκέντρωση σακχάρων ανάπτυξη μυκήτων Μέθοδοι συντήρησης αντίστοιχοι

31 Σπόροι Διαφέρουν από φρούτα και λαχανικά: επεξεργάζονται πάντα πριν από την κατανάλωση από τον άνθρωπο (αλεύρι, προϊόντα ζυμαρικών, δημητριακά για σνακ ή πρωινό) Χαμηλό υδατικό δυναμικό a w <0.65: δεν ευνοείται η μικροβιολογική ανάπτυξη

32 Αλλοιογόνος μικροχλωρίδα Φυσική μικροχλωρίδα: κυρίως μυκηλιακοί μύκητες (μούχλες), βακτήρια Επηρεάζεται από: την ποικιλία του φυτού (γενετικοί παράγοντες), τις συνθήκες συντήρησης (υγρασία!!, υγιεινή χώρου φύλαξης, τρωκτικά, έντομα) Επεξεργασία: άλεση και διάφορα άλλα στάδια μείωση του μικροβιακού φορτίου

33 Μυκοτοξίνες Δευτερογείς μεταβολίτες που παράγονται από συγκεκριμένα είδη μυκήτων που ανήκουν κυρίως στα γένη: Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Fusarium Aspergillus, Penicillium: συνήθως μετασυλλεκτικές μολύνσεις (ξήρανση, αποθήκευση) και παραγωγή μυκοτοξινών Fusarium, Alternaria: μολύνσεις πριν/κατά τη διάρκεια της συγκομιδής και παραγωγή μυκοτοξινών FAO: ~400 διαφορετικοί δευτερογείς μεταβολίτες με τοξική δράση από ~ 100 μυκηλιακούς μύκητες (μούχλες) 25% παγκόσμιας πρωτογενούς παραγωγής

34 Μυκοτοξίνες: οι σημαντικότερες κατηγορίες Οργανικές ενώσεις με μεγάλη ποικιλία δομής oαφλατοξίνες (Aflatoxins AFs) oφουμονισίνες (Fumonisins FBs) oωχρατοξίνες (Ochratoxins) oτριχοθηκένια (Trichothecenes) oζεαραλενόνε (Zearalenone) oπατουλίνη, Κιτροβιριδίνη, Γκριζεοφουλβίνη κ.α

35 Αφλατοξίνες AFB 1, AFB 2, AFG 1, AFG 2 A.flavus, A.parasiticus Μολύνουν μεγάλη ποικιλία πρώτων υλών και τροφίμων περίοδοι ξηρασίας + υψηλές θερμοκρασίες αυξάνει την παραγωγή τους 40 ο Β 40 ο Ν γεωγραφικό πλάτος: «καυτή ζώνη» : 4.5 εκατομμύρια άνθρωποι

36 Αφλατοξίνες AFB 1 : πιο γνωστή, ηπατοκαρκινογόνο, Group 1 καρκινογόνο, ανοσοκατασταλτικό, προφλεγμονώδες, αναστολέας αύξησης σε ανθρώπους και ζώα Άμεση κατανάλωση υψηλής δόσης αφλατοξινών: αφλατοξίκωση και θάνατο (ηπατική νέκρωση, υπερπλασία χοληδόχου πόρου, οίδημα, λήθαργος) νέες περιπτώσεις καρκίνου του ήπατος ετησίως (συνολικά ) μπορεί να οφείλονται σε έκθεση στις αφλατοξίνες (4,6-28,2%)

37 Αφλατοξίνες: Τρόφιμα που πλήττονται o Σπόροι - Πρώτες ύλες : σιτηρά, καλαμπόκι κ.α. o Τρόφιμα που επηρεάζονται: αλεύρι και ζυμαρικά, παιδικές τροφές o Ξηροί καρποί: φιστίκια (αραχίδες), φιστίκια Αιγίνης κ.α. o Αποξηραμένα φρούτα π.χ. σύκα

38 Φουμονισίνες (Fumonisins FBs) Fusarium verticilliodies, F.proliferatum Καλαμπόκι και άλλα δημητριακά Υγρά κλίματα και υψηλές θερμοκρασίες Συνυπάρχουν με αφλατοξίνες συχνά σε τρόφιμα (καλαμπόκι) Fumonisin B 1 : πιο συχνή, ηπατοτοξικό, νεφροτοξικό για αρκετά είδη, Group 2B ανθρώπινο καρκινογόνο (καρκίνος ήπατος και οισοφάγου) Παράγοντες κινδύνου για νευρο-εκφυλιστικές νόσους στον άνθρωπο (παρεμποδίζουν την πρόσληψη και τον μεταβολισμό του φυλικού οξέος)

39 Ωχρατοξίνες Ωχρατοξίνη Α (OTA), Aspergillus ochraceous Είδη των γενών Aspergillus, Penicillium: ωχρατοξίνες A, B, C Τρόφιμα από όλα τα κλίματα (κυρίως σπόροι, καφέ, κακάο, κρασί, μπύρα, τρόφιμα ζωϊκής προέλευσης χοιρινό) ΟΤΑ: Νεφροτοξικό, Group 2B ανθρώπινο καρκινογόνο και σε πειραματόζωα ηπατοτοξικό, προκαλεί τερατογένεση, ανοσοτοξικό και καρκινογόνο

40 Fusarium spp. Τριχοθηκένια Προκαλούν αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης (60S ριβοσωμική υπομονάδα), νευροτοξικότητα, ανοσοκαταστολή και νεφρική τοξικότητα Σχετίζονται με την ασθένεια που αποκαλείται Damp building related illness Deoxynivalenon (DON): το πιο γνωστό τριχοθηκένιο, προκαλεί ανορεξία, απώλεια βάρους, ενδοκρινολογικές και ανοσολογικές διαταραχές, γαστρεντερικές δηλητηριάσεις σε παιδιά. Ανθεκτικό στην επεξεργασία των τροφίμων

41 Ζεαραλενόνε (Zearalenone) o Οιστρογόνο, προκαλεί πρώιμη ήβη σε κορίτσια, τοξικότητα μέσω της παραγωγής ROS o Είδη του γένους Fusarium, ανιχνεύεται στο καλαμπόκι κυρίως o Υγρές συνθήκες και κανονική θερμοκρασία και κυρίως υγρασία στον χώρο φύλαξης

42 Ομάδες υψηλού κινδύνου Αγροτικοί πληθυσμοί που η διατροφή τους εξαρτάται από καλλιέργειες βασικών προϊόντων Ασθενέστερα οικονομικά στρώματα που καταναλώνουν χαμηλότερης ποιότητας τρόφιμα Παιδιά και βρέφη

43 Στρατηγικές πρόληψης παραγωγής μυκοτοξινών Οι μυκοτοξίνες μπορεί να παραχθούν πριν από τη συγκομιδή των προϊόντων, κατά τη συγκομιδή και μετά τη συγκομιδή Codex Alimentarius: κώδικες για την πρόληψη και την μείωση των μυκοτοξινών στα δημητριακά, φιστίκια, μήλα και προϊόντα τους και σε αρκετές πρώτες ύλες Good Agricultural Practices (GAP) και Good Manufacturing Practices (GMP)

44 Στρατηγικές ελέγχου παραγωγής μυκοτοξινών προ-συγκομιδής Επιλογή και χρήση ανθεκτικών καλλιεργειών (ανθεκτικότητα στις αφλατοξίνες οφείλεται σε κάποιες πρωτεΐνες του καρπού π.χ. στις ποικιλίες καλαμποκιού GT-MAS και Mp420 οι πρωτεΐνες που απομονώθηκαν δημιουργούν πιο ανθεκτικές επιφάνειες λόγω μεγαλύτερης συγκέντρωσης κηρών) Δημιουργία διαγονιδιακών φυτών με μεταφορά γονιδίων που επιφέρουν ανθεκτικότητα στις μυκοτοξίνες

45 Στρατηγικές ελέγχου παραγωγής μυκοτοξινών προ-συγκομιδής Καλλιεργητικές πρακτικές Εναλλαγή καλλιεργειών στον αγρό π.χ. σιτάρι - λαχανικά, όργωμα του εδάφους (στα μεσογειακά κλίματα συστήνεται να παραμένει το οργωμένο χώμα εκτεθειμένο στον ήλιο πριν από την επόμενη σπορά) Άρδευση έτσι ώστε να μειώνεται το στρες στο φυτό αποφυγή την εποχή της ανθοφορίας και της ωρίμανσης ειδικά στο σιτάρι, κριθάρι και σίκαλη Λίπανση: πρέπει να γίνεται έλεγχος των συστατικών του εδάφους και του ph έτσι ώστε να συμπληρώνονται τα συστατικά που χρειάζονται

46 Στρατηγικές ελέγχου παραγωγής μυκοτοξινών προ-συγκομιδής Περιβαλλοντικές συνθήκες Σχετική υγρασία και θερμοκρασία Υγρές περίοδοι κατά την ανθοφορία και υψηλές θερμοκρασίες: κρίσιμα σημεία για τη μόλυνση Ξηρασία που έχει ταλαιπωρήσει τα φυτά

47 Στρατηγικές ελέγχου παραγωγής μυκοτοξινών προ-συγκομιδής Χρήση βιολογικών και χημικών παραγόντων Φυτά πιο ευαίσθητα στους μύκητες λόγω βλαβών από έντομα, πουλιά ή τρωκτικά Χρήση μυκητοκτόνων, εντομοκτόνων για την προφύλαξη των καλλιεργειών, σύμφωνα με τις ορθές πρακτικές Προσοχή! Χρήση μυκητοκτόνων μπορεί να επιφέρειαύξησητωνμυκοτοξινών Χρήση περιορισμένα (πειραματικά) άλλων μικροοργανισμών ανταγωνιστικών στους μύκητες που παράγουν τοξίνες

48 Στρατηγικές ελέγχου παραγωγής μυκοτοξινών κατά την συγκομιδή Μέθοδος συγκομιδής που να μην τραυματίζει τον καρπό Υγρασία του καρπού κατά την συγκομιδή. Στα σιτηρά πρέπει να γίνεται έλεγχος της υγρασίας σε κάθε παρτίδα και διαχείριση, στα φιστίκια αλλά και στα μήλα είναι προτιμότερο ναμηνγίνεταιησυγκομιδήμευγρόκαιρό Έλεγχος για προσβεβλημένους καρπούς και διαχωρισμός τους

49 Στρατηγικές ελέγχου παραγωγής μυκοτοξινών μετά την συγκομιδή Διαφέρουν ανάλογα με το κλίμα της περιοχής και την καλλιέργεια Βελτίωση των συνθηκών ξήρανσης και φύλαξης Χρήση φυσικών και χημικών παραγόντων Ακτινοβολία

50 Οικονομικό κόστος Μείωση της ποιότητας των τροφίμων για ανθρώπινη χρήση Μείωση της ποιότητας των κτηνοτροφών Μείωση της ζωικής παραγωγής Κόστος για την εξεύρεση εναλλακτικών τροφίμων Κόστος για την ανάπτυξη τεχνικών για την απομάκρυνση των μυκοτοξινών, για την ποσοτική τους εκτίμηση κ.α.

51 Οικονομικό κόστος Ανάκληση τροφίμων που έχουν ήδη παραχθεί (Κίνα, αφλατοξίνη σε βρεφικό γάλα, 2012) Περιορισμοί σε εξαγωγές και εισαγωγές (εισαγωγές τροφίμων από αναπτυσσόμενες χώρες, συχνά ανίχνευση μυκοτοξινών) Ρύζι, καλαμπόκι και σιτάρι: η κύριατροφήτου πλανήτη ΗΠΑ (2003): καλαμπόκι, φιστίκια, σιτάρι μολυσμένα με μυκοτοξίνες: εκατομμύρια $ κόστος

52 Βιβλιογραφία Marroquin-Cardona A.G., Johnson N.M., Philips T.D., Hayes A.W. (2014). Mycotoxins in a changing global environment A review. Food & Chemical Toxicology 69: Magan N. & Aldred D. (2007). Post-harvest control strategies: Minimizing mycotoxins in the food chain. International Journal of Food Microbiology 119: Kabak B., Dobson A. & Var I. (2006). Strategies to prevent mycotoxin contamination of food and animal feed: A review. Critical Reviews in Food Sciences and Nutrition 46: Frazier W.C. & Westhoff D.C. (1988) Food Microbiology, Ed. McGraw Hill Jay J.M. (1996). Modern Food Microbiology 5 th Ed.

53 Ευχαριστώ!!