Tutkimustietoa tuorekasvisten turvallisuudesta 14.02.2014 Risto Kuisma ja Hanna-Riitta Kymäläinen 1 Epidemiat ja mikrobikontaminaatio Viime vuonna Jokioisten seminaarissa käsiteltiin tarkemmin tuorekasviksiin liitetyt epidemiat Olennaista on muistaa, että koska tuorekasviksia ei kuumenneta, ne ovat potentiaalisia patogeenien välittäjiä Kontaminaatio voi päätyä tuotteeseen useasta lähteestä Mikrobien säilymiseen ja kasvuun voidaan vaikuttaa eri tavoin 2 1
Tuorekasvistuotteen kontaminoituminen Eläimet, hyönteiset Kylvösiemen Maa Maanviljely Likaiset laitteet Vesi Kontaminoituneet työskentelypinnat/laitteet Henkilöhygienia Varastointi Prosessointi Varastointi Käsittely, ihminen Leikkaaminen Raastaminen Pesu Pakkaaminen Kontaminoituneet pakkausmateriaalit/laitteet Kuljetus (lähteestä Francis ym. 2012 muokannut H-RK) Jakelu 3 Esimerkki: Porkkanan laatuun vaikuttavat tekijät tuotantoketjussa Viljelysuunnitelma Peltolohkon valinta (edellisinä vuosina kasvatetut esikasvit, maan kunto) Lajikkeen valinta käyttötarkoituksen ja ajankohdan mukaan (varhaisporkkana-, varasto- ja teollisuuslaijkkeet) Viljelykausi Kylvön onnistuminen, tasaisuus sekä oikea-aikaisuus lajikkeen ja säätilojen mukaan Maan ravinnetila ja peltolohkolle sopiva lannoitus Maan kasvukunto ja mikrobiologinen tila Veden saatavuus, kastelu Kasvitautien ja tuholaisten, sekä rikkakasvien tarkkailu ja kasvinsuojelu Sääolot Sadonkorjuu Korjuun ajoitus lajikeominaisuudet huomioon ottaen Korjuutekniikka, porkkanan mekaaniset vauriot Sääolot (lämpötila, ilman kosteus, sateet) Siirto varastoon ja jäähdyttämöön Varastointi ja kuljetus Jäähdytysnopeus Lämpötila (0-4 C), ilman suhteellinen kosteus (> 95 %) ja ilman koostumus (myös etyleenipitoisuus) Varasto- ja kuljetusolojen vakaus (lämpötila, ilman suhteellinen kosteus) Jatkojalostus ja pakkaaminen Tarkoituksenmukaiset tilat ja laitteistot Käsittelymenetelmät (pesu ja huuhtelu, kuorinta, pilkkominen, pakkaaminen) Tuotantohygienia Myynti sekä tuotteen säilytys Hyllyikä Säilytysolosuhteiden hallinta 4 2
Mikrobien kasvuun vaikuttaminen tuorekasvisten tuotantoprosessissa Pintahygienia Mekaaniset käsittelyt Esim. lajittelu, peseminen, kuoriminen, pilkkominen Kemialliset käsittelyt Esim. otsonointi, klooraus, elektrolysoitu vesi Pakkaaminen Ajan vaikutus Mekaanisen, kemiallisen tai termisen käsittelyn kesto Varastointiaika ja olosuhteet 5 Pintahygienia: yhteenveto mikrobiologisista tuloksista (Lehto ym. 2011) 60 50 Koneet ja laitteet Tuotteeseen kosketuksissa olevat pinnat Kuljetin hihnat Pakkaukset Ei tuotteeseen kosketuksissa olevat pinnat 40 pmy/cm2 30 20 10 0 TPC Hiivat E -Gur 3
Kokonaismikrobimäärät pinnoilla (Lehto ym. 2011) Koneet, kaikki pinnat: > 20 pmy/cm 2 18 % tuotteen kanssa kosketuksissa olevista pinnoista, muista kuin koneista, kohtalaisesti kontaminoituneita (ka 2-10 pmy/cm 2 ) Korkeimmat arvot salaatin linkouskori: 100 pmy/cm 2 Leikkurin hihna: 90 pmy/cm 2 lattiansiivousvälineiden pinnat: 80 pmy/cm 2 nostimet, lattiat, hansikkaat, kuorimakoneet: 50-72 pmy/cm 2 7 Hiivojen määrät pinnoilla (Lehto ym. 2011) Hiivojen keskiarvomäärät kaikilla pinnoilla olivat puhtaaksi katsottavan pinnan tuloksia suuremmat Suuria hiivamääriä (> 5 pmy/cm 2 ) 85 % koneiden pinnoista 83 % kuljetushihnoista 60 % pakkauksista 56 % pinnoista, jotka eivät olleet suoraan kosketuksissa tuotteeseen 40 % muista, tuotteiden kanssa kosketuksissa olleista pinnoista 8 4
Mekaanisten käsittelyjen vaikutus kasvisten mikrobiologiseen laatuun Raakojen kasvisvalmisteiden säilyvyyden keskeisenä tekijänä raakaaineen terveys ja eheys. Kasvikseen kohdistuvia mekaanisia rasituksia: pudotuksia, tärinöitä tulisi välttää. Vaurioituneessa kasvisolukossa tapahtuu paitsi entsymaattista, myös mikrobiologista pilaantumista Mekaanisten rasitusten aiheuttamia vaurioita voidaan jonkin verran vähentää myös alentamalla kasvisten lämpötila mahdollisimman nopeasti korjuun jälkeen 9 Mekaanisten käsittelyjen vaikutus kasvisten mikrobiologiseen laatuun Kasvisten kuorinta tulee tehdä hellävaraisesti, toisin sanoen kuorinnan tulisi rikkoa kasvisolukkoa mahdollisimman vähän. Kuorinnassa on käytettävä terävää veistä. Esim. karborundum-kuorinta rikkoo solukkoa selvästi enemmän kuin veitsikuorinta Vihannesten pilkkomisasteella on vaikutusta niiden säilyvyyteen Vihanneksia ei kannata liian hienoksi salaatteihin raastaa tai hienontaa Paloittelu lisää ratkaisevasti vihannesten hengitysnopeutta ja kiihdyttää entsymaattisia pilaantumisreaktioita Iqbalin ym. (2008) tutkimuksessa verrattiin leikkuumenetelmien eli viipaloinnin, suikaloinnin ja raastamisen vaikutusta porkkanan hengitykseen eli hapen kulutukseen ja hiilidioksidin tuotantoon 4 C -20 C:ssa. Suurin hengitys todettiin raasteessa (151 % verrattuna kokonaiseen porkkanaan), seuraavaksi suurin suikaleissa (100 %, vastaavasti), toiseksi pienin viipaleissa (85 %) ja pienin kokonaisessa porkkanassa. 10 5
Kemialliset DEKONTAMINAATIOTEKNIIKOITA JA LAADUN HALLINTAKEINOJA TUOREKASVIKSILLE Fysikaaliset - Kloori - Klooridioksidi - Orgaaniset hapot - Vetyperoksidi - Otsoni - Elektrolysoitu vesi - Luonnolliset säilöntäaineet - Eteeriset öljyt - Syötävät pinnoitteet (sis. Kalsiumpohjaiset liuokset) - Muut desinfiointiaineet (Rico ym. 2007a, muok.h-rk) - Suojakaasupakkaaminen - Lämpökäsittelyt: ryöppäys, lämpöshokki - Säteilytys - UV-valo ja pulssivalo - Korkea paine - Pulssitettu sähkökenttä - Fotokatalyysi - Ultraääni - Fysikaaliset prosessointimenetelmät, esim. leikkaaminen, linkoaminen - Yhdistelmätekniikat, esim. - Lämpötilan, veden aktiivisuuden, happamuuden ja redox-potentiaalin hallinta - Säilöntäaineiden, suojakaasun ja kilpailevien mikrobien käyttö 11 Case-porkkana 12 6
Erilaisten hygienisointitekniikoiden ja esikäsittelyjen vaikutus porkkanan laatuun Kloori on osoittautunut tehokkaaksi desinfiointimenetelmäksi ( Sinigaglia ym. 1999, Opatova ym. 2003, Workneh ym. 2003, Klaiber ym. 2004, 2005b; Sy ym. 2005, Gomez-Lopez 2007). Uyttendaele ym. (2004), Workneh ym. (2001) sekä Alegria ym. (2009 ja 2010) kuitenkin havaitsivat kloorilla mikrobisidisia heikkouksia muihin verrattuihin käsittelyihin nähden, ja lisäksi mikrobien tuhoaminen porkkanan pinnalta saattaa kuitenkin varastoinnin aikana kääntyä itseään vastaan (Cruz ym. 2006). Peretikkahapolla todettiin desinfioivaa vaikutusta (Opatova ym. 2003, Vandekinderen ym. 2009), joskin osin varauksin (Ruiz-Cruz ym. 2007a). Vaikutukset ravitsemukselliseen laatuun olivat pääosin negatiivisia (Ruiz- Cruz ym. 2007b, Vandekinderen ym. 2008b,2009). 13 Erilaisten hygienisointitekniikoiden ja esikäsittelyjen vaikutus porkkanan laatuun Otsonia on tutkittu porkkanan käsittelyssä pääosin 2000-luvulla, vaikka yksi tutkimus löytyikin vuodelta 1994. Osassa tutkimuksia porkkanoiden käsittelyyn on käytetty otsonoitua vettä, osassa varastotilan ilmaa on otsonoitu. Otsonin pitoisuuden ilmoittamistapa ei näytä olevan kovin vakiintunut. Lämpötilan nostaminen tehosti EO-veden vaikutusta (Koide ym. 2011, Rahman ym. 2011). Izumin (1999) tutkimuksessa EO-veden levitystekniikka porkkanoiden pintaan ja Rahmanin ym. (2011) tutkimuksessa kastoaika vaikuttivat desinfiointitulokseen. Kosekin ja Itohkin (2000a) tutkimuksessa käsittelyn pidentäminen ei kuitenkaan parantanut happaman EO-veden mikrobisidista tehoa. Rahmanin ym. (2011) tutkimuksessa sitruunahapon ja EO-veden yhdistelmä vaikutti mikrobeihin enemmän kuin pelkkä EO-vesi. 14 7
Erilaisten hygienisointitekniikoiden ja esikäsittelyjen vaikutus porkkanan laatuun Lämpökäsittelyjen avulla on vähennetty porkkanan valkoisuutta (Bolin ja Huxsoll 1991, Bolin 1992, Carrasco ja Cisneros-Zevallos 2002, Gan- Mor ym. 2011) ja varastotautien aiheuttamaa tappiota (Afek ym. 1999, Gan-Mor ym. 2011) sekä parannettu porkkanan mikrobiologista laatua (Klaiber ym. 2005b, Alegria ym. 2009 ja 2010, Rahman ym. 2011). UV-valoa on käytetty vain harvassa porkkanatutkimuksessa. UV-valon ilmoitustapa vaihtelee tutkimuksissa. Mercier ym. (1993 ja 2000) keskittyivät varastotautien hallintaan, johon UV-käsittelyllä oli selkeästi vaikutusta. Chon ym. (2007) tutkimuksessa pelkkää UV-valoa tehokkaampi oli UV:n ja titaanidioksidin yhdistelmäkäsittely, joka paransi porkkanan mikrobiologista laatua 15 Pakkaaminen Rain ym. (2002) kirjallisuuskatsauksen mukaan suojakaasupakkaamisessa tärkeimpiä tekijöitä on pakkauskalvon valitseminen, jotta kaasujen läpäisevyys on halutunlainen. Suojakaasu ei yksin ratkaise laadun hallintaa, koska ympäröivät olosuhteet ( C, RH) vaikuttavat myös suojakaasuun pakatun tuotteen hengitykseen ja siten pilaantumiseen. Kato-Noguchi ja Watada (1997b) tutkivat porkkanaraasteen käsittelyä happivirralla (0,5 % tai 2 % O 2 ) tai ilmavirralla (5 C ja 15 C, 7 vrk). Etanolifermentaatio kiihtyi enemmän 0,5 % kuin 2 % happivirrassa ja enemmän 15 C:ssa kuin 5 C:ssa. Etanolifermentaation kiihtyminen voi sallia ATP-tuotannon, joka voi edistää porkkanasolukon säilymistä. 16 8
Porkkana: Varastointi ja hyllyikä Suositeltava porkkanan varastointilämpötila on 0-0,5 C. On tärkeää pitää varastointilämpötila tasaisena. Porkkana jäätyy -1,4 C:ssa. Sekä jäätyminen että lämpeneminen jo 3-4 C:een heikentävät säilyvyyttä. Varastointikosteuden on oltava 90-95 % RH, mutta vesi ei saa tiivistyä porkkanoiden pinnalle. Terve ja ehjä porkkana säilyy jopa 8 kk oikeissa varasto-olosuhteissa (Von Weissenberg ja Harju 1987). Suojalan ja Pessalan (1996) kirjallisuuskatsauksen mukaan tärkeimmät kasvisten varastohävikin aiheuttajat ovat hengitys, veden haihdunta, tuotteen koostumuksen muuttuminen, versojen ja juurten kasvu, fysiologiset vioitukset, varastotaudit ja etyleenivioitukset. Lisäksi vaikutusta on kasvukauden ja sadonkorjuun tekijöillä. 17 Porkkana: Varastointi ja hyllyikä Porkkanan varastokestävyyden ratkaisevat Suojalan ja Pessalan (1998) mukaan kuitenkin varastotaudit, joihin vaikuttavat erityisesti pellon viljelyhistoria ja sadonkorjuun ajoitus. Varastotauteja todettiin sitä enemmän, mitä enemmän samassa pellossa oli viljelty porkkanaa. Myöhäinen sadonkorjuu paransi varastokestävyyttä ja aistinvaraista laatua. Mekaaninen stressi (kuten pudotus kuljetushihnalle) muuttaa porkkanoiden vesitasapainoa ja heikentää metabolista sopeutumiskykyä veden vähyyteen, mikä heikentää varastointikestävyyttä (Herppich ym. 2000b). Mitä pidempään porkkanoita on varastoitu, sitä suuremmat haitat prosessointi aiheuttaa makuun ja tuoksuun (Seljåsen ym. 2004). 18 9