ایمنی نانو ذرات در صنایع غذایی

1- مقدمه

انتقال باکتری سالمونلا از چندین نوع گوشت و مرغ و همچنین شیوع بیماری‌های مرتبط با تخم مرغ به خوبی برای همگان روشن است [۵-۱]. بسیاری از این آلودگی‌های پاتوژنی مربوط به محصولات گوشت و مرغ آماده مصرف (RTE) می‌باشند [۶]. برخی از روش‌های شیمیایی، فیزیکی و ضد میکروبی طبیعی وجود دارند که دارای پتانسیل کاهش یا حذف آلودگی میکروبی در گوشت می‌باشند [۱۲-۷]. با این حال، بازهم شیوع بیماری ناشی از محصولات گوشتی RTE هنوز یک مشکل عمده برای صنعت گوشت به شمار می‌رود [۱۴، ۱۳]. الزامات، طبق استانداردهای جدید، برای تامین مواد غذایی ایمن تر، شامل بهبود روش‌های موجود و همچنین معرفی فن آوری‌های جدید می‌باشند.

ترکیبی از مواد ضد میکروبی به عنوان یک فن آوری، می‌تواند مانعی در برابر رشد پاتوژن‌های ناشی از محصولات گوشتی فراهم کند. با این حال، برنامه‌های کاربردی معمولی مانند اسپری کردن هنوز هم نشان دهنده یک رویکرد ناکارآمد برای استفاده از آنتی بیوتیک‌های متعدد است، که به نوبه خود می‌تواند به اثر بخشی ناسازگار و همچنین کنترل بلند مدت ولی محدود شده در طول ذخیره‌سازی منجر شود. سیستم بسیار موثرتری در قالب نانوکامپوزیت‌های پلیمری جهت انتقال این آنتی بیوتیک‌ها، به کار گرفته می‌شود تا به عنوان یک کاربرد منحصر به فرد هر نوع ترکیب آنتی بیوتیک را انتقال دهد. همچنین این سیستم به صورت بالقوه می‌تواند امکان استفاده از غلظت‌های پایین‌تر ترکیبات آنتی بیوتیک ویژه را نیز فراهم نماید. این بررسی، فرصت‌ها و پتانسیل‌های لازم برای برخی از حامل‌های مبتنی بر نانو را مورد بحث قرار می‌دهد که می‌تواند به عنوان نمونه‌ای برای توسعه این نوع از فن آوری به خدمت گرفته شود.

2- ایمنی صنایع غذایی و لزوم مداخلات متعدد

گسترش بیماری‌های ناشی از مواد غذایی بسیار شایع بوده و در سال‌های اخیر تلاش‌های بسیاری توسط مقامات نظارتی و صنایع غذایی برای حذف، کاهش بروز و یا پاتوژن‌های کنترلی در تمام مراحل زنجیره غذایی صورت گرفته است [۱۵]. به منظور بهبود ایمنی گوشت، در طول سال‌ها به تکامل برخی تغییرات در شیوه‌های تولید فرآورده‌های دامی، کنترل پاتوژن‌ها قبل از بهره برداری، توسعه و پیاده سازی برخی روش‌های ضد عفونی لاشه‌ها و فرآیندها و همچنین گنجاندن مواد نگهدارنده شیمیایی در فرمولاسیون پردازش گوشتی، پرداخته شده است [۱۹-۵.۷]. اگر چه این اقدامات ثابت کردند که مؤثر هستند، اما شیوع بیماری‌ها همچنان ادامه پیدا کرد، در نتیجه به بررسی‌های ضد میکروبی بیشتری جهت بهبود ایمنی مواد غذایی نیاز است.

برای سالمونلا، لاشه گوشت به عنوان یک منبع اصلی آلودگی تلقی می‌گردد [۱۳، ۲]. در نتیجه، صنایع غذایی نیازمند تامین مواد غذایی ایمن تر جهت برآوردن تقاضای مصرف کننده‌ها می‌باشند. طیف گسترده‌ای از رویکردها به منظور پاکسازی محصولات گوشت و مرغ پس از اقدامات اولیه توسعه یافته‌اند. علاوه بر این، ترکیبات ضد میکروبی از جمله سدیم یا پتاسیم لاکتات، دی استات سدیم، سیترات سدیم و انواع ترکیبات آنتی اکسیدانی که خواص ضد میکروبی دارند، از جمله ادویه جات مختلف و یا عصاره آن‌ها (به عنوان مثال، عصاره رزماری)، میوه جات (به عنوان مثال، عصاره آلو) یا آنتی اکسیدان‌های مصنوعی (به عنوان مثال، BHA، BHT) ممکن است به بسیاری از محصولات RTE اضافه گردند. با این حال، با به کارگیری بسیاری از این اقدامات، هنوز هم حفاظت کافی برقرار نشده و همچنان شاهد شیوع بیماری‌های غیر قابل پیش‌بینی از محصولات گوشتی می‌باشیم.

1-2- کاربرد مداخلات چندگانه

صنایع گوشت برای اطمینان از ایمنی میکروبی، به ویژه برای محصولات گوشت RTE باید فن آوری‌های خود را بازتعریف کنند. این امر مستلزم بهبود ضدعفونی کننده‌های موجود و همچنین معرفی ضدعفونی کننده‌های جدید می‌باشد. علاوه بر این، از ترکیبی با بیش از یک روش مداخله‌ای برای ایجاد یک اثر ضد میکروبی جدید در ماتریس غذایی نیز استفاده می‌گردد. تضمین این که پاتوژن‌های مواد غذایی می‌توانند حذف و یا کنترل شوند، به تکنولوژی مداخلات چندگانه ارجاع می‌شود [۱۲، ۲۲، ۲۳].

برای ماتریس‌های مواد غذایی مانند گوشت، تلاش‌های بسیاری به منظور شناسایی ترکیبات بهینه جهت دستیابی به بیشترین کاهش پاتوژن‌ها صورت گرفته است. به طور کلی بهینه‌سازی نه تنها به تنوع در غلظت‌های مربوطه نیازمند است بلکه ممکن است به فاکتورهای متعددی نیز ملزم باشد. مهمتر از آن دانستن این امر است که با مکانیسم‌های ضد میکروبی مربوطه، آیا امکان حفاظت متقابل وجود دارد یا خیر. حفاظت متقابل می‌تواند به دلایل مختلف رخ دهد، اما به طور کلی به مقاومت یا تحمل باکتری‌ها نسبت به ضد عفونی کننده‌ها بستگی دارد [۲۴].

نمونه‌هایی با اسیدهای آلی که در آن مکانیسم‌های مقاومتی جهت حفاظت متقابل نسبت به دیگر باکتری‌ها وجود دارد، شناسایی شده است [۲۶، ۲۵]. در نتیجه، ترکیب مداخلات با مکانیسم‌های متمایز مختلف برای اجتناب از حفاظت متقابل، دارای شایستگی‌های بسیاری است. برای مثال، نشان داده شده که مداخلات ترکیبی مانند درمان فیزیکی حرارتی با استفاده از اسیدها، موجب فرایند سینرژیک در طیور می‌گردد [۲۷]. تجزیه و تحلیل ژنوم نشان داد که چنین ترکیباتی موثر هستند چراکه آسیب پذیری سلول‌های باکتریایی را مورد هدف قرار می‌دهند، البته در این مورد دیواره سلولی متاثر از کاهش PH بوده است [۲۸].

ترکیبات ضد میکروبی شیمیایی مختلفی نیز وجود دارند که می‌توانند سینرژیسم (هم افزایی) نشان دهند. هنگامی که شخصی به نام Njongmeta-Nenge و همکارانش [۲۹] اسید را به صورت اسپری با اضافه کردن ε- پلی‌لیسین به کاربردند، دریافتند که این ترکیب در کاهش سالمونلا، لیستریا و E.coli از هر نوع روش دیگری، مؤثرتر است. با این حال، پاشش سنتی هنوز هم نشان دهنده یک رویکرد ناکارآمد برای استفاده از ضد میکروب‌های چندگانه است چراکه نیازمند آب اضافی جهت رسیدن به پوشش سطحی در حد کافی است. برای اجتناب از این مورد و بهبود بهره وری برنامه‌های کاربردی، پیاده سازی یک نسخه الکترواستاتیک از پاشش پیشنهاد شده است، که به موجب آن ذرات کوچک با بار منفی ایجاد شده و به سطح مواد مانند یک ماتریس مواد غذایی جذب می‌شوند [۳۰]. گزارشی مبنی بر کاهش موفقیت آمیز سالمونلا و اشریشیاکلی O157:H7 در سبزیجاتی مانند اسفناج و کاهو که در آن از پاشش الکترواستاتیک اسیدهای آلی و معدنی در ترکیب با عصاره گیاهان استفاده شده، منتشر شده است [۳۲، ۳۱]. با این حال، این نوع از فن آوری افشانه‌ای هنوز هم نیاز به برخی از پالایش‌ها دارد تا بتوان از آن در محصولات گوشتی استفاده نمود.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ایمنی فناوری نانو در صنعت خودرو

⇐ ایمنی فناوری نانو در صنعت پزشکی زیستی

⇐ ایمنی فناوری نانو در صنعت هوافضا

   

نویسنده: سیروان شیخی

«تجربه در صنعت»، زیربنایِ اشتیاقِ من به دنیایِ HSE است. با بیش از ۱۳ سال فعالیت اجرایی و تخصصی، هدفم در این وب‌سایت، پل زدن میان دانشِ آکادمیک و نیازهای واقعیِ صنعت است. همراه با تیم تخصصی‌ام، می‌کوشیم تا با ارائه محتوای کاربردی و به‌روز، مسیرِ رشد حرفه‌ای شما را هموارتر کنیم. خوشحال می‌شوم در صفحه لینکدین، تجربیاتمان را به اشتراک بگذاریم و در این مسیر تخصصی همراه هم باشیم.