Živila in krma

Kemijska analiza

ANALIZA ŽIVIL

J.S. Hamilton je resnično edinstveno podjetje na svetovnem trgu. Združuje storitve svetovanja, strokovne podpore in analiz, opravljenih v laboratorijih podjetja.

 

Različne laboratorijske enote J.S. Hamilton izvajajo na stotine analiz z namenom ugotavljanja tveganj glede varnosti in kakovosti živil na podlagi mikrobioloških, organoleptičnih in fizikalno-kemijskih lastnosti. Omenjeni testi predstavljajo osrednji del dejavnosti podjetja, ki kot zanesljiv partner zagotavlja celovite storitve v različnih živilskopredelovalnih panogah.

FIZIKALNO-KEMIJSKE RAZISKAVE

Fizikalno-kemijske raziskave dopolnjujejo rezultate mikrobioloških testov ter rezultate senzoričnih analiz in organoleptičnih pregledov. Skupaj omogočajo pridobitev bistvenih informacij o sestavi živilskih izdelkov (vključno z beljakovinami, maščobami, vodo, vlakninami, soljo in pepelom), o prisotnosti mikro- in makroelementov, vitaminov ter škodljivih snovi (npr. prisotna raven težkih kovin, ostankov pesticidov, policikličnih aromatskih ogljikovodikov ali dioksinov) in aditivov za živila.

 

Laboratoriji J.S. Hamilton zagotavljajo kompleksne raziskave, ki izpolnjujejo najvišja pričakovanja strank glede varnosti in kakovosti živil.

TESTIRANJE PRISOTNOSTI ONESNAŽEVAL IN OSTANKOV

Cilj politike EU na področju varnosti hrane je varstvo potrošnikov ob zagotavljanju učinkovitega delovanja trga. Vsak izdelek na trgu mora izpolnjevati standarde varnosti živil, ki so navedeni v veljavnih predpisih. Standardi, ki jih določa zakonodaja, se ne nanašajo samo na osnovne lastnosti izdelka, ampak tudi na snovi, ki škodijo zdravju in dobremu počutju potrošnikov. Zaradi vse večjega vpliva kemije v kmetijstvu in drugih proizvodnih živilskih panogah, je treba spremljati prisotnost ostankov in onesnaževal v živilih in živalski krmi.

 

Zaradi pomembnosti pravilnega prepoznavanja tveganj in pravilne opredelitve namena določene raziskave ter raziskovalne metodologije je nujno sodelovanje med stranko in laboratorijem.

 

Najpomembnejša onesnaževala v zvezi z varnostjo živil so ostanki antibiotikov in kemoterapevtikov, pesticidov, polikloriranih bifenolov, dioksinov ter vsebnost mikotoksinov, prisotnost policikličnih aromatskih ogljikovodikov (kot sta akrilamid, melamin), težkih kovin in toksinov rastlinskega izvora.

OSTANKI VETERINARSKIH ZDRAVIL

Antibiotiki in kemoterapevtiki so pogosto uporabljene snovi za obvladovanje bolezni pri ljudeh in živalih. Odkritje in uporaba teh snovi veljata za najpomembnejši medicinski dosežek v dvajsetem stoletju.

 

Vendar pa ravno te snovi lahko postanejo potencialni vir škodljivega vpliva na zdravje potrošnika, saj so prisotne v mišicah in drobovini živali ter drugih živilih živalskega izvora (kot so mleko, jajca ali med). Takšne nevarnosti so najpogosteje posledica prodaje zdravil s pretečenim rokom, neustreznih odmerkov v veterinarski medicini ali primerov, kadar se pri živalih uporabljajo snovi, ki jim niso namenjene.

 

V Evropski uniji so bile uvedene številne omejitve in predpisi, ki določajo pravilno uporabo antibiotikov in kemoterapevtikov pri vzreji živine, z namenom zagotavljanja in varovanja zdravja potrošnikov.

 

Monitoring prisotnosti ostankov veterinarskih zdravil je zapleten in težaven, saj je treba upoštevati različne skupine snovi (zaradi razlike v kemijski sestavi posameznih spojin) in znatni vpliv presnovnih sprememb na prisotnost ostankov v končnem izdelku. Za določitev ostankov veterinarskih snovi laboratorij uporablja mikrobiološke presejalne metode, ki omogočajo razmeroma hitro oceno pregledanega vzorca, in najsodobnejše analitične metode – kombinacijo plinske in tekočinske kromatografije ter plinske kromatografije s tandemsko masno spektrometrijo.

 

V laboratoriju J.S. Hamilton v Gdynii so razvili tudi druge analizne metode, s katerimi omogočajo določitev več kemijskih spojin v različnih živilih, pri čemer upoštevajo strožje predpise v zvezi z zniževanjem ravni najvišje dovoljene meje ostankov. Večina metod je bila validiranih tudi na najnižji dopustni meji, tako da se lahko uporabijo za monitoring izdelkov, ki naj ne bi vsebovali ostankov veterinarskih zdravil.

OSTANKI PESTICIDOV

Uporaba pesticidov v kmetijstvu je prispevala k občutno boljšim letinam in privedla do nadzora nad številom bolezni domačih živali. Prisotnost ostankov pesticidov v končnih živilskih izdelkih je namreč nadvse nezaželena zaradi negativnega vpliva na zdravje ljudi (zaradi možnega teratogenega, mutagenega in kancerogenega vpliva).

 

Za zanesljivo in natančno ugotavljanje prisotnosti nizke ali zelo nizke ravni ostankov pesticidov v živilih je potrebna ustrezna tehnika izolacije in obogatitve analitov iz matriksa. Hkrati določitev univerzalne metodologije za določanje vseh pesticidov v vseh možnih živilih znatno ovira različnost analiziranih vzorcev in spojin, ki spadajo v določeno skupino pesticidov. Zato je potreben kompromis med številom določenih sestavin in njihovo vsebnostjo ter časom, delom in stroški ter tudi stopnjo kompleksnosti uporabljene analitične opreme, potrebne za izvajanje ugotavljanja ostankov v danem matriksu.

 

Laboratorij J.S. Hamilton v Gdynii izvaja monitoring prisotnosti ostankov pesticidov že vrsto let. Istočasno izpopolnjuje analizne metode in širi obseg določenja pesticidov. Laboratorij zagotavlja številne analizne metode določevanja ostankov pesticidov glede na njihovo stopnjo kompleksnosti za različne skupine analitov in spojin.

DIOKSINI IN POLIKLORIRANI BIFENILI

Poliklorirani dibenzo-p-dioksini (PCCD) in poliklorirani dibenzofurani (PCDF), na kratko imenovani dioksini, so skupina 200 kemijskih spojin s sorodno kemijsko strukturo (kongenerji), ki se med seboj razlikujejo v razvrstitvi in številu klorovih atomov ter kažejo podobne mehanizme toksičnih učinkov na žive organizme.

 

Na podlagi obsežnih raziskav so ugotovili, da imajo nekatere spojine polikloriranih bifenilov (PCB) podobne toksične učinke. Zdravju posebej škodljivih je 17 konegnerjev dioksinov, ki vsebujejo od 4 do 8 atomov klora.Od PCDD-jev in PCDF-jev so zlasti nevarni atomi klora na mestih 2, 3, 7 in 8, npr. 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD).

 

Uredba Komisije (ES) št. 1881/2006 z dne 19. decembra 2006 (skupaj s poznejšimi spremembami) opredeljuje najvišje dovoljene meje ostankov za vsoto dioksinov in dioksinom podobnih polikloriranih bifenilov (DL-PCB) in vsoto izbranih kongenerjev dioksinom nepodobnih polikloriranih bifenilov (NDL-PCB).

 

Posamezni kongenerji dioksinov in polikloriranih bifenilov lahko pokažejo različne ravni toksičnosti za človeške in živalske organizme, zato so ocene izražene z uporabo pretvorbenih faktorjev, imenovanih »stopnje toksičnosti«.

 

Faktor toksične ekvivalentnosti (TEF) omogoča izražanje vsote toksičnosti sorodnih spojin in tudi oceno tveganja. Rezultati določitve so izraženi z upoštevanjem vsote vseh dioksinov in toksičnega ekvivalenta (TEQ) kongenerjev polikloriranih bifenilov, ki so po učinku podobni dioksinom, ki so vsota vsebine proizvodov z določeiimi kongenerji in njihove stopnje toksičnosti.

 

Vrednost TEQ opredeljuje, koliko krat manjša je toksičnost dane spojine od najbolj strupenega kongenerja za ljudi, tj. 2,3,7,8-TCDD, katerega TEF je enak ena.

MIKOTOKSINI

Mikotoksini so snovi, ki jih izločajo številne vrste gliv, predvsem glive Aspergillus, Penicillium  in Fusarium. Določeni sevi gliv, vlaga, temperatura okolja in količina vode v izdelku so skupaj s stopnjo zrelosti dejavniki, ki vplivajo na nastanek mikotoksinov.

 

Mikotoksini lahko povzročijo številne bolezni in so toksični, če se uživajo v večjih količinah, vendar lahko tudi dolgotrajna izpostavljenost majhnim odmerkom predstavlja resno nevarnost za zdravje. Poleg tega, da škodujejo zdravju, lahko mikotoksini povzročijo resne gospodarske izgube.

 

Do zdaj je bilo prepoznanih 300 vrst mikotoksinov, nekateri najbolj nevarni so aflatoksini, trihoteceni, med drugim deoksinivalenol, toksin T-2, HT-2 in fumonizin, ohratoksin A, patulin in ergot alkaloidi.

 

Uredba Komisije (ES) št. 1881/2006 z dne 19. decembra 2006 (skupaj s poznejšimi spremembami) je določila najvišje dovoljene meje mikotoksinov v živilih.

 

Določanje mikotoksinov je postal predmet zanimanja laboratorija J.S. Hamilton v Gdynii v zgodnjih šestdesetih letih dvajsetega stoletja, tik po znani perutninski epidemiji v Angliji. Analitska dejavnost temelji na uporabi kromatografskih tehnik – vključno s tekočinsko kromatografijo skupaj s fluorimetrijo ali tekočinsko kromatografijo v kombinaciji s tandemsko masno spektrometrijo.

POLICIKLIČNI AROMATSKI OGLJIKOVODIKI

Policiklični aromatski ogljikovodiki vsebujejo zgoščene aromatične obroče, ki se pojavljajo v procesu izgorevanja lesa, kajenja cigaret in pri proizvodnji asfalta. Lahko se pojavijo v živilih kot posledica toplotne obdelave, kot je cvrtje, kajenje, pečenje na žaru, ali neposredno iz onesnaženega okolja.

 

Njihova prisotnost v živilih je nezaželena, saj za mnoge od njih obstaja sum ali dokaz, da imajo genotoksične, mutagene in rakotvorne lastnosti.

 

Uredba Komisije (ES) št. 1881/2006 z dne 19. decembra 2006 (skupaj s poznejšimi spremembami) določa najvišje dovoljene vrednosti policikličnih aromatskih ogljikovodikov, medtem ko je nadzor nad njimi v interesu in dolžnosti proizvajalcev. Laboratoriji J.S. Hamilton uporabljajo ustrezno analitično metodologijo, ki omogoča določitev policikličnih aromatskih ogljikovodikov v številnih živilih, vključno z najvišjimi dovoljenimi mejami.

DRUGA KEMIJSKA ONESNAŽEVALA

Na splošno bi morala biti živila varna za potrošnike. To nujno načelo se nahaja v Uredbi (ES) št. 178/2002 Evropskega parlamenta in Sveta, v kateri je mogoče prebrati, da sta varnost in zaupanje potrošnikov v Evropski skupnosti in tretjih državah največjega pomena.

 

Najvišje dovoljene mejne vrednosti škodljivih snovi opredeljuje Uredba Komisije (ES) št. 1881/2006 z dne 19. decembra 2006, v kateri je mogoče najti naslednje skupine onesnaževal:

  • nitrate
  • mikotoksine
  • kovine
  • 3-monokloropropan-1,2-diol
  • dioksine in poliklorirane bifenile z dioksinom podobnim učinkom
  • poliklorirane bifenile brez dioksinom podobnih učinkov
  • policiklične aromatske ogljikovodike
  • melamin in njegove strukturne analoge
  • rastlinske toksine

TEŽKE KOVINE

Težke kovine so primer škodljivih snovi, ki v precejšnji meri prehajajo v živila iz okolja. Po razpoložljivih podatkih iz literature so za kontaminacijo najbolj dovzetni rastline in proizvodi rastlinskega izvora, kot so pekovski izdelki in vse vrste žitnih izdelkov, ribe in preostala morska živila.

 

Najpogosteje najdeni in hkrati najbolj nevarni elementi v živilih so kadmij, svinec, živo srebro in arzen. Dolgotrajna izpostavljenost povečani vsebnosti teh elementov lahko povzroči visoko tveganje za razvoj kancerogenih bolezni in motenj živčnega in imunskega sistema.

 

V laboratoriju J.S. Hamilton v Gdynii monitoring težkih kovin izvajajo z uporabo ustrezno razvitih raziskovalnih metodologij, ki temeljijo na poljskih in mednarodnih normah ter tudi na lastnih raziskovalnih postopkih. Pri raziskavah uporabljajo najsodobnejšo opremo.

 

Najvišje dovoljene mejne koncentracije težkih kovin pri posameznih živilih so opredeljene v Uredbi Komisije (ES) št. 1881/2006 z dne 19. decembra 2006.

DOLOČANJE HRANILNE VREDNOSTI

Obveščanje potrošnikov o hranilni vrednosti izdelkov ureja ustrezna zakonodaja –  Uredba (EU) št. 1169/2011 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 25. oktobra 2011 o zagotavljanju informacijo živilih potrošnikom, spremembah uredb (ES) št. 1924/2006in (ES) št. 1925/2006 Evropskega parlamenta in Sveta ter razveljavitvi Direktive Komisije 87/250/EGS, Direktive Sveta 90/496/EGS, Direktiva Komisije 1999/10/ES, Direktive 2000/13/ES Evropskega parlamenta in Sveta, direktiv Komisije 2002/67/ES in 2008/5/ES in Uredbe Komisije (ES) št. 608/2004. Ustrezno označevanje živilskih proizvodov v skladu z zakonodajo v povezavi z varnostjo živil je zato nepogrešljiv del zagotavljanja varnosti hrane na tržišču.

 

Deklaracija mora vsebovati podatke o energijski vrednosti proizvoda, količini maščob, nasičenih maščob, ogljikovih hidratov, sladkorjev, beljakovin in soli. Kadar pri tehnološkem postopku ni bila uporabljena sol ali sestavina, ki vsebuje sol, je podatke mogoče navesti na deklaracijo kot podatek, da je izvor soli v izdelku posledica naravno prisotnega natrija v živilu.

 

Pri vsebini o hranilni vrednosti se lahko dodajo tudi informacije o vrednosti mononenasičenih maščobnih kislin, polinenasičenih maščobnih kislin, poliolov, škroba, vlaknin, vitaminov in mineralnih snovi. Seznam je zaprt, zato ni mogoče dodajati dodatnih informacij o hranilni vrednosti, npr. o sestavi polinenasičenih maščobnih kislin.

 

Informacije o hranilni vrednosti morajo biti izražene na 100 g ali na 100 ml ali dodatno izražene na porcijo ali enoto določenega proizvoda.

 

Količina določene prehranske vrednosti v živilu je opredeljena z zagotavljanjem povprečne vrednosti, ki temelji na:

  • laboratorijski analizi živila,
  • izračunu, ki temelji na znanih ali dejanskih povprečnih vrednosti uporabljenih sestavin, ali
  • izračunu, ki temelji na splošno veljavnih in dostopnih bazah podatkov.

 

Proizvajalci uporabljajo različne načine za določanje hranilne vrednosti: z uporabo ustreznih laboratorijskih analiz (priporočeno za predelane in kompleksne, večkomponentne izdelke) ali z izračuni, ki temeljijo na bazah veljavnih podatkov skladno z recepturo izdelkov.

 

V obeh primerih je treba upoštevati vse elemente in sestavine izdelka.

VITAMINI

Vitamini so nepogrešljivi elementi za normalno delovanje organizma. Raven vitaminov v živilu je eden najpomembnejših kazalcev kakovosti in tudi ustreznih tehnoloških postopkov.

 

Vitamini so lahko naravnega izvora ali umetno pridobljeni, njihova analiza pa je zaradi njihove različne strukture in lastnosti zelo kompleksna.

 

Pri analizi uporabljajo različne metode, ki so odvisne od klasifikacije in strukture vitaminov. Najpogosteje uporabljajo tehnike kromatografije (tekočinska kromatografija v kombinaciji z detektorjem fluorescence in spektrometrije) ali mikrobiološke tehnike. Encimska tehnika in tehnika titracije sta  uporabljeni redkeje.

 

Odstotki vitaminov, ki so predstavljeni v tabeli v Prilogi XIII Uredbe 1169/2011, so lahko ‒ če se nahajajo v določeniih količinah ‒ deklarairani na embalaži. Ta količina se izračuna na podlagi ustreznih razmerij:

  • 15 % priporočenih hranilnih vrednosti na 100 g ali 100 ml v primeru živilskih proizvodov, z izjemo pijač;
  • 7,5 % priporočenih hranilnih vrednosti na 100 ml v primeru pijač;
  • 15 % priporočenih hranilnih vrednosti na obrok, če proizvod vsebuje en obrok.

DOLOČANJE PREHRANSKIH ADITIVOV

Aditive za živila uporabljajo predvsem zaradi izboljšanja okusa samega živila, podaljšanja njegove obstojnosti, za tehnološke namene in pogosto samo za vizualno privlačnost izdelkov.

 

Zakonodaja Evropske unije (Uredba (ES) št. 1333/2008 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 16. decembra 2008 s poznejšimi spremembami) definira aditive kot vsako snov, ki se običajno ne uživa in se ne uporablja kot tipična sestavina živila ter se jo namensko dodaja zaradi tehnoloških razlogov v proizvodnji, predelavi, pripravi, obdelavi, pakiranju, transportu, hrambi živila in se zato lahko upravičeno pričakuje, da s tem posredno ali neposredno postane sestavina živila.

 

Aditiv za živila se lahko v živilih uporablja samo, če izpolnjuje naslednje pogoje:

  • na podlagi znanstvenih dokazov ne predstavlja nevarnosti za zdravje potrošnikov ob priporočeni stopnji uporabe;
  • obstaja utemeljena tehnološka potreba, ki je ni mogoče izpolniti na kateri koli drug način,
  • uporaba ne zavaja potrošnikov in jim koristi.

 

Uporaba aditivov za živila zahteva ustrezne metodologije, s katerimi se zagotovi, da dovoljena meja vsebnosti aditivov ni presežena. Da bi dosegli ta cilj, laboratorij J.S. Hamilton v Gdynii uporablja različne tehnike, in sicer plinsko, tekočinsko in tankoplastno kromatografijo, spektrofotometrijo, spektralno tehniko (ICP-OES in CP-MS) ter tehniko destilacije.

PONAREJANJE ŽIVIL

Odkar je znano, da lahko ponarejanje živil prinaša dobiček, je prav to postalo težava za potrošnike. Ponarejanje trenutno predstavlja eno resnejših težav in kršitve je mogoče prepoznati v različnih skupinah živil. V te skupine spadajo: mleko in mlečni izdelki, čokolada in čokoladno pecivo in slaščice, meso in mesni izdelki, rastlinsko olje, sadni in zelenjavni sokovi, alkoholne pijače, med.

 

Pri ocenjevanju stopnje ponarejenosti najpogosteje ugotovijo, da so deklaracije neustrezne in gre za posledico dodajanja neoznačenih sestavin izdelku, pomanjkanje informacij o uporabljenih konzervansih ali nepravilen naziv izdelka (npr. poimenovanje izdelka kot »maslo«, čeprav izdelek sicer vsebuje maščobe, vendar te niso mlečne). Dražja sestavina je pogosto zamenjana s cenejšo ali celo s sestavinami, kot je melamin, ki je bil v nekem zloglasnem primeru dodan mleku v prahu, namenjeno dojenčkom in majhnim otrokom.

 

Odkrivanje ponarejenih živil pomeni potrebo po uporabi ustrezne metodologije, ki to odkrivanje omogoča. Uporabljene so klasične metode, na primer določanje zmrziščne točke mleka, s katerim se odkrije redčenje z vodo, ali dodajanje lugolove raztopine, s čimer se ugotovi prisotnost škroba v mesu. Uporabljajo se tudi encimske, genetske, mikroskopske ali instrumentalne tehnike, kot so kromatografija, izotopska tehnika, spektrometrija in druge spektralne tehnike.

 

Izbira ustrezne metode zahteva natančno sodelovanje med naročnikom in laboratorijem, saj ni pomembna samo izbira raziskovalne tehnike, temveč predvsem izbira prave smeri, v kateri naj študija poteka, da se ugotovikaj je tisto, kar je krivo za določen ponaredek.

OBSEVANJE ŽIVIL

Prve poskuse obsevanja živil so izvedli v ZDA pred drugo svetovno vojno. Po vojni se je dobro razširila jedrska industrija z uporabo v miroljubne namene in od takrat naprej se je pospešila uporaba jedrske energije pri konzerviranju živil.

 

Ker je ta omogočala podaljševanje obstojnosti živila, so ugotovili, da lahko prinaša potencialne koristi za živilsko področje.

 

Postopek obsevanja hrane vključuje radioaktivni kobalt 60 in cezij 137, gama žarke in visoko energijo elektronov. Zaradi tega postopka reakcijska veriga posledično ustavi kvarjenje sadja in zelenjave, ustavi kalitev semen in razpadanje sadja,  uniči bakterije ter nevtralizira organske nečistoče.

 

Obsevanje je dovoljeno, če ne ogroža zdravja ali življenja ljudi in če je tehnološko upravičeno. Če je živilo obsevano, ga je treba tudi ustrezno označiti skladno z veljavno zakonodajo.

ROK TRAJANJA IN STABILNOSTNE ŠTUDIJE

V času shranjevanja se lahko na živilskih izdelkih pojavijo določene spremembe. Te spremembe lahko vplivajo na kakovost hrane in predstavljajo tudi morebitno nevarnost za dodano vrednost delovanja snovi. Povzročijo lahko tudi nesprejemljivost za potrošnike in v mnogo primerih škodujejo zdravju ljudi.

 

Vsi izdelki imajo rok uporabe, ki je določen tako, da kazalniki kakovosti živil, shranjenih v določenih (fizikalno-kemijskih in mikrobioloških) pogojih, ne presegajo mejnih vrednosti, določenih z veljavno zakonodajo,  pri tem pa se ohrani hranilna vrednost živila in spremembe senzoričnih lastnosti ne povzročijo nesprejemljivosti potrošnikov.

 

Osnovne zahteve o varnosti živil so opredeljene v Uredbi Komisije (ES) št. 175/2002 Evropskega parlamenta z dne 28. januarja 2002 glede nevarnih in škodljivih živil za zdravje ljudi oziroma  neprimernosti živil za uživanje.

 

Študije roka trajanja nam omogočajo ocenitev obsega in smeri sprememb v živilskih proizvodih, ki se dogajajo v daljšem časovnem obdobju.

 

Študije lahko izpeljemo na dva načina:

  • testiranje izdelkov, shranjenih v standardnih pogojih, v okviru predvidenega roka uporabnosti ‒ v skladu z zahtevami iz specifikacij in standardov (temperatura, relativna vlažnost, svetloba); testiranje se uporablja predvsem za živila in za izdelke s kratkim rokom trajanja;
  • testiranje izdelkov v pospešenih pogojih, pri čemer gre za obliko pospešenih testov, pri katerih se uporablja pospešeno izpostavljanje zunanjim pogojem, večinoma povišani temperaturi in/ali vlagi in UV-sevanju; pospešeni testi so priložnost za hitro oceno roka uporabnosti izdelka.

 

Vendar pa je zaradi simuliranja pogojev treba uskladiti rezultate s standardnim testnimi pogoji, da se potrdi varnost realnega časa shranjevanja in kakovost izdelka.

 

Razvoj pospešenih testov za ocenjevanje roka uporabnosti je zapletena zadeva. V vse fazah razvoja projekta, vključno z opravljenimi testiranji, je nujno sodelovanje med proizvajalcem in laboratorijem. Za proizvajalce, ki delujejo na trgu živil, je lahko laboratorij J.S. Hamilton zelo koristen.