Глобални хранителни проблеми - подходи от химията и бъдещи предизвикателства -

Катедра по химия на храните, Университет Фридрих-Александър Ерланген-Нюрнберг (FAU), Николаус-Фибигер-Щрасе 10, 91058 Ерланген, Германия

Резюме

Хранителната химия може да помогне за подобряване на хранителната сигурност чрез разработване на решения за удължаване срока на годност на нетрайните храни. Откриването на неизвестни и нежелани замърсители и фалшификации е необходимо, за да се предотвратят скандалите с храните и да се направи безопасна и неподправена храна на разположение на потребителите ... ”Прочетете повече в редакцията за гости на Monika Pischetsrieder.

Продоволствена сигурност

Безопасност на храните

Не е достатъчно обаче да се осигури на населението достатъчно храна, наложително е тя да е и безопасна. Храната се счита за безопасна, когато концентрациите на замърсители и други вредни съставки са под законовите гранични стойности. Недопустимите вещества изобщо не трябва да се включват.

Тези цели се постигат най-надеждно чрез безкомпромисен и непрекъснат контрол на храните на всички нива на системата за доставка, от производителя до търговеца на дребно до официалния мониторинг. Благодарение на усилията, положени през последните години, нивото на безопасност на храните в ЕС сега е изключително високо. Преди да изпием чаша чай например, суровините бяха проверени за повече от 600 нежелани компонента. Това усилие за контрол може да бъде овладяно само чрез високочувствителни мултиплексни методи, преди всичко чрез куплирани, многоизмерни хроматографски и масспектроскопски техники. Например, високоефективен метод LC-MS/MS може да открие повече от 300 пестициди в диапазона от ниски μg kg -1 за един цикъл.

По този начин в страните със солидна система за контрол и добре оборудвани лаборатории замърсяването на храните обикновено е много ниско. Независимо от това, хранителните скандали редовно тревожат обществеността и/или експертите, като откриването на неодобрения инсектицид фипронил в яйцата (публичен) или на токсични пиролизидинови алкалоиди в чайове и билки (експерти).

Обикновено тези „скандали“ касаят неизвестни или неочаквани замърсители. Например, отдавна се пренебрегва, че плевелите, които естествено съдържат токсични пиролизидинови алкалоиди, могат да попаднат в културата. Този проблем остана неоткрит, тъй като високоефективните методи за контрол на храната работят почти изключително в насочен режим. Това означава, че намираме само това, което търсим. От друга страна, неочакваните замърсители остават неоткрити.

Автентичност на храната

По същия начин откриването на фалшифициране на храни е ограничено от използването на целеви методи за анализ. Подправянето е, когато дадена храна или съставка без етикет е изцяло или частично заменена с по-евтина алтернатива. Въпреки че измамите с храни са широко разпространени и нарастват с нарастващата глобализация и сложността на търговията с храни, проблемът се счита за по-малко спешен от неадекватните доставки на храни или опасната храна. Наистина ли е проблем или просто досадно, когато незабелязано ядем по-евтини чужди аспержи вместо скъпо платените вътрешни аспержи? Освен финансовите щети, изчислени на 30-40 милиарда щатски долара годишно, фалшифицирането на храни също може да причини сериозни здравословни проблеми. През 2017 г. например операцията OPSON VI в Германия, координирана от Европол и INTERPOL, разкри случаи, при които лешниците бяха заменени с по-евтини фъстъци. Недекларираните алергени впоследствие могат да доведат до тежки и дори фатални алергични реакции.

От аналитична гледна точка има две основни предизвикателства при откриването на фалшифициране на храни. Един от проблемите е откриването на така наречените „меки претенции“, като хуманно отношение към животните, лоялна търговия или климатично производство, при което аналитичната химия по същество достига своите граници, ако рекламираното свойство не се отразява в променен молекулен състав.

Второто основно ограничение е режима на насочване, в който храната обикновено се анализира. Може ли честен химик по храните в регулаторна агенция да предвиди някой, който използва меламин, силно токсичен промишлен отпадък, за смесване на бебешка храна? Вероятно не, но с насочен аналитичен метод можете да намерите само това, което търсите. Следователно успешното разкриване на случаи на измами с храни в бъдеще зависи и от иновативни концепции за ненасочен анализ на храните.

Могат ли методите за ненасочен анализ да решат проблемите?

Понастоящем прилагането на недиректирани методи за откриване на неизвестни и неочаквани замърсители и фалшификации е все още в зародиш. Обещаващи подходи се основават на ЯМР спектроскопия и LC-свързана двумерна масова спектрометрия с висока разделителна способност (LC - HRMS/MS). 1 H NMR е много универсален метод, който е основно изискване за ненасочен анализ. В допълнение, 1 H NMR анализът е бърз и лесен, което го прави подходящ за рутинен скрининг. Добавянето на меламин към бебешката храна, например, би било открито при NMR скрининг, дори без предварително знание за проблема. С този метод обаче не е възможно да се открият замърсители с ниски концентрации или аналити, чиито сигнали се наслагват върху тези на храната.

По този начин хранителната химия може да допринесе за подобряване на продоволствената сигурност чрез разработване на решения, които да направят нетрайните храни по-трайни, особено в слабо обслужвани региони. Иновациите в областта на аналитичната химия на храните, особено разработването на силно чувствителни мултиметоди, базирани на МС, са основните предпоставки за много високото ниво на безопасност и автентичност на храните в момента. В бъдеще ще е необходимо използването на недиректирани методи, за да се постигнат допълнителни подобрения и в двете области. Откриването на неизвестни замърсители и фалшификации все още е далеч от рутинния контрол, но ще е необходимо, за да се предотвратят реални и очевидни скандали с храни в бъдеще и да може да се осигури на потребителите безопасна и неподправена храна.