Globálne problémy s výživou - prístupy z chémie a budúce výzvy -

Predseda potravinárskej chémie, Univerzita Friedricha-Alexandra v Erlangene-Norimbergu (FAU), Nikolaus-Fiebiger-Strasse 10, 91058 Erlangen, Nemecko

Abstrakt

Chemikálie pre potraviny môžu pomôcť zlepšiť potravinovú bezpečnosť vyvinutím riešení na predĺženie trvanlivosti potravín, ktoré sa rýchlo kazia. Objav neznámych a nežiaducich kontaminantov a falšovania je nevyhnutný, aby sa zabránilo potravinovým škandálom a aby sa spotrebiteľom poskytli bezpečné a nefalšované potraviny … ”Prečítajte si viac v úvodníku hostí Moniky Pischetsriederovej.

Potravinová bezpečnosť

Bezpečnosť jedla

Nestačí však zabezpečiť obyvateľom dostatok potravy, je nevyhnutné, aby boli aj bezpečné. Potraviny sa považujú za bezpečné, ak sú koncentrácie kontaminantov a iných škodlivých prísad pod zákonnými limitnými hodnotami. Zakázané látky nesmú byť obsiahnuté vôbec.

Tieto ciele sa najspoľahlivejšie dosahujú prostredníctvom nekompromisnej a nepretržitej kontroly potravín na všetkých úrovniach zásobovacieho systému, od výrobcu cez maloobchod až po oficiálne monitorovanie. Vďaka úsiliu vynaloženému v posledných rokoch je úroveň bezpečnosti potravín v EÚ teraz mimoriadne vysoká. Predtým, ako vypijeme napríklad šálku čaju, skontrolovali sa suroviny na prítomnosť viac ako 600 nežiaducich zložiek. Toto riadiace úsilie je možné zvládnuť iba vysoko citlivými multiplexovými metódami, predovšetkým kombinovanými multidimenzionálnymi chromatografickými a hmotnostnými spektroskopickými technikami. Napríklad vysoko výkonná metóda LC-MS/MS dokáže detekovať viac ako 300 pesticídov v rozsahu nízkych μg kg −1 naraz.

V krajinách s pevnými kontrolnými systémami a dobre vybavenými laboratóriami je teda kontaminácia potravín všeobecne veľmi nízka. Potravinové škandály napriek tomu pravidelne znepokojujú verejnosť a/alebo odborníkov, napríklad objav neschváleného insekticídu fipronilu vo vajciach (verejné) alebo toxických pyrolizidínových alkaloidov v čajoch a bylinách (odborníci).

Zvyčajne sa tieto „škandály“ týkajú neznámych alebo neočakávaných kontaminantov. Napríklad už dlho sa prehliada, že burina, ktorá prirodzene obsahuje toxické pyrolizidínové alkaloidy, sa môže dostať do úrody. Tento problém zostal nezistený, pretože vysokovýkonné metódy kontroly potravín fungujú takmer výlučne v smerovom režime. To znamená, že nájdeme iba to, čo hľadáme. Na druhej strane neočakávané znečisťujúce látky zostávajú nezistené.

Autentickosť jedla

Rovnako je detekcia falšovania potravín obmedzená použitím metód cielenej analýzy. Falšovaním sa rozumie, keď je potravina alebo zložka bez označenia úplne alebo čiastočne nahradená lacnejšou alternatívou. Aj keď sú potravinové podvody rozšírené a narastajú s rastúcou globalizáciou a zložitosťou obchodu s potravinami, problém sa považuje za menej naliehavý ako nedostatočné zásobovanie potravinami alebo nebezpečné potraviny. Je to skutočne problém alebo iba nepríjemné, keď namiesto draho platenej domácej špargle nenápadne jeme lacnejšiu zahraničnú špargľu? Okrem finančných škôd odhadovaných na 30 - 40 miliárd USD ročne môže falšovanie potravín spôsobiť aj vážne zdravotné problémy. Napríklad v roku 2017 operácia OPSON VI v Nemecku, ktorú koordinovali Europol a INTERPOL, odhalila prípady, keď boli lieskové orechy nahradené lacnejšími arašidmi. Neregistrované alergény môžu následne viesť k závažným až smrteľným alergickým reakciám.

Z analytického hľadiska existujú dve hlavné výzvy pri zisťovaní falšovania potravín. Jedným z problémov je zisťovanie takzvaných „mäkkých tvrdení“, ako sú dobré životné podmienky zvierat, spravodlivý obchod alebo výroba priaznivá pre klímu, pri ktorých analytická chémia všeobecne dosahuje svoje limity, ak sa inzerovaná vlastnosť neodrazí na zmenenom molekulárnom zložení.

Druhým hlavným obmedzením je riadený režim, v ktorom sa zvyčajne analyzujú potraviny. Môže poctivý chemik v regulačnej agentúre predvídať, že niekto bude na miešanie detskej výživy používať melamín, vysoko toxický priemyselný odpad? Pravdepodobne nie, ale pomocou smerovanej analytickej metódy nájdete iba to, čo hľadáte. Úspešné odhalenie prípadov potravinových podvodov v budúcnosti preto závisí aj od inovatívnych koncepcií nesmerovej analýzy potravín.

Dokážu metódy vyriešiť nesmerová analýza?

Aplikácia neorientovaných metód na detekciu neznámych a neočakávaných kontaminantov a falšovania je v súčasnosti ešte len v začiatkoch. Sľubné prístupy sú založené na NMR spektroskopii a dvojrozmernej hmotnostnej spektrometrii spojenej s LC s vysokým rozlíšením (LC - HRMS/MS). 'H NMR je veľmi univerzálna metóda, ktorá je základnou požiadavkou pre nesmerovú analýzu. Okrem toho je1H NMR analýza rýchla a ľahká, takže je vhodná na rutinné skríning. Pridanie melamínu do detskej výživy by sa napríklad dalo zistiť pomocou NMR skríningu, a to aj bez predchádzajúcej znalosti problému. Táto metóda naopak nedokáže detekovať kontaminanty s nízkou koncentráciou alebo analyty, ktorých signály sa prekrývajú so signálmi potraviny.

Potravinová chémia tak môže prispieť k zlepšeniu potravinovej bezpečnosti vývojom riešení, vďaka ktorým budú trvanlivé potraviny trvanlivejšie, najmä v regiónoch s nedostatkom služieb. Inovácie v oblasti analytickej potravinárskej chémie, najmä vývoj vysoko citlivých metód založených na MS, sú základnými predpokladmi pre v súčasnosti veľmi vysokú úroveň bezpečnosti a autenticity potravín. V budúcnosti bude na dosiahnutie ďalších zlepšení v oboch oblastiach potrebné použitie neorientovaných metód. Objav neznámych kontaminantov a falšovania nie je stále ďaleko od bežnej kontroly, bude však nevyhnutný, aby sa v budúcnosti zabránilo skutočným a zjavným potravinovým škandálom a aby sa spotrebiteľom poskytovali bezpečné a nefalšované potraviny.