Hrana

Analiza hrane

 ANALIZA HRANE

J.S.Hamilton je uistinu jedinstvena tvrtka na svjetskom tržištu. Objedinjuje savjetodavne usluge i stručnost s analitičkim testovima provođenima u vlastitim laboratorijima.

 

Različiti odjeli laboratorija provode stotine analiza s ciljem određivanja rizika za sigurnost hrane i njenu kvalitetu po pitanju mikrobioloških, organoleptičkih i fizikalno-kemijskih svojstava. Spomenute analize čine glavnu djelatnost tvrtke kao partnera koji pruža opsežne usluge za mnoge grane široko definirane prehrambene industrije.

FIZIKALNO-KEMIJSKA ISTRAŽIVANJA

Fizikalno-kemijska istraživanja komplementarna su rezultatima mikrobioloških analiza, te senzornih i organoleptičkih ispitivanja. Zajedno omogućuju dobivanje osnovnih informacija o sastavu prehrambenih proizvoda (uključujući proteine, mast, vodu, vlakna, sol ili pepeo), prisutnost mikro i makro elemenata, vitamina, kontaminanata (npr. razina prisutnosti teških metala, rezidue pesticida, policiklički aromatski ugljikovodici ili dioksini), kao i aditiva.

 

J.S. Hamilton laboratoriji nude opsežne analize koje zadovoljavaju najviša očekivanja klijenata kad su u pitanju sigurnost i kvaliteta prehrambenih proizvoda.

ANALIZE KONTAMINANATA I REZIDUE PESTICIDA

Cilj politike sigurnosti hrane EU je zaštita potrošača uz osiguranje efektivnog funkcioniranja tržišta. Svaki proizvod koji se stavlja na tržište mora odgovarati standardima sigurnosti hrane koji su navedeni u propisima.

 

Standardi se ne odnose samo na temeljne značajke, već i na zakonom određene količine supstanci koje mogu biti štetne za zdravlje i dobrobit potrošača. Rastuća uloga kemijskih sredstava u poljoprivrednoj i drugoj proizvodnji i preradi prehrambenih proizvoda učinila je praćenje rezidua i kontaminanata u prehrambenim proizvodima i hrani za životinje nužnima.

Suradnja klijenata i laboratorija ključna je zbog važnosti ispravne identifikacije rizika i indikacije svrhe provedenih analiza kao i analitičke metodologije.

 

Najznačajniji su kontaminanti u prehrambenoj industriji ostaci antibiotika i kemoterapeutika, pesticida, polikloriranih bifenila, dioksina, mikotoksini, policiklički aromatski ugljikovodici (akrilamid, melamin), teški metali i toksini biljnog porijekla.

REZIDUE VETERINARSKIH LIJEKOVA

Antibiotici i kemoterapeutici su supstance koje se najčešće koriste za sprječavanje bolesti ljudi i životinja. Otkrivanje i primjena ovih supstanci smatra se jednim od najvažnijih medicinskih otkrića 20. stoljeća.

 

No, upravo ove supstance, prisutne u mišićima i iznutricama, te drugim prehrambenih namirnicama životinjskog porijekla (poput mlijeka, jaja i meda), mogu postati potencijalan izvor negativnog utjecaja na zdravlje potrošača. Najčešće do takvih opasnosti dolazi prilikom zanemarivanja roka trajanja, neprikladnog doziranja veterinarskih lijekova ili u slučaju kad se supstance koriste na životinjama, a nisu za to namijenjene.

Brojna ograničenja i pravila određuju ispravno doziranje antibiotika i kemoterapeutika kod uzgoja stoke i prehrambenih namirnica uvedena su u EU kako bi se osigurala zaštita zdravlja potrošača.

 

Pitanje praćenja prisutnosti rezidua veterinarskih lijekova složeno je i zahtjevno, obzirom na velik broj grupa supstanci (zbog razlike u kemijskom sastavu pojedinih spojeva) i značajan utjecaj na metaboličke promjene koje prisutnost rezidua ima na konačan proizvod. Pregledom rezidua veterinarskih supstanci laboratorij primjenjuje metode mikrobiološkog screeninga koje omogućuju komparativno brzu procjenu pregledanog uzorka i moderne analitičke metode – kombinaciju plinske i tekuće kromatografije, te plinske kromatografije s masenom spektrometrijom.

 

U laboratorijima J.S. Hamilton u Gdyniji razvijaju se i procjenjuju nove analitičke metode koje omogućuju širu ponudu i spektar određivanja kemijskih spojeva u različitim prehrambenim namirnicama prateći sve stroža pravila kojima se konstantno smanjuju razine najviših dozvoljenih nivoa rezidua u različitim matriksima. Većina metoda validirana je i na najnižim dozvoljenim razinama sadržaja spojeva, kako bi se mogle koristiti za praćenje proizvoda koji ne sadrže veterinarske lijekove.

REZIDUE PESTICIDA

Korištenje pesticida u poljoprivredi donijelo je značajan porast u proizvodnji prehrambenih proizvoda, no, prisustvo rezidue pesticida u konačnom proizvodu nepoželjno je zbog negativnog utjecaja na ljude (potencijalno imaju teratogeni, mutageni i kancerogeni učinak).

Prisutnost niske ili vrlo niske razine rezidue pesticida u prehrambenim proizvodima nužna je za primjenu odgovarajuće tehnike izolacije i obogaćivanja analita iz matriksa s ciljem pouzdanog i preciznog određivanja.

 

S druge strane, raznolikost matriksa i spojeva koji pripadaju grupama određivanih pesticida otežavaju pronalaženje univerzalne metodologije određivanja pesticida u mnogim prehrambenim namirnicama. Nužan je stoga kompromis između broja određivanih spojeva, njihovih razina određivanja, te uloženog vremena, rada i troška, ali i složenosti korištene analitičke opreme potrebne za određivanje u danom matriksu.

J.S. Hamilton laboratorij u Gdyniji provodi nadzor prisutnosti rezidue pesticida već niz godina istovremeno usavršavajući analitičke metode i šireći spektar određivanih pesticida. Ponuda laboratorija uključuje mnoge analitičke metode koje karakterizira stupanj složenosti za različite grupe analita i spojeva.

DIOKSINI I POLIKLORIRANI BIFENILI

Poliklorirani dibenzo-para-dioksini (PCCD) i poliklorirani dibenzofurani (PCDF), skraćeno zvani dioksini, grupa su od 200 kemijskih spojeva slične kemijske strukture koje se međusobno razlikuju u distribuciji i broju atoma klora u spoju, te pokazuju slične mehanizme toksičnog učinka na žive organizme.

Prema opsežnim istraživanjima, neki spojevi PCB grupe imaju sličan toksički učinak. Posebno je opasno za ljudsko zdravlje 17 srodnih dioksina koji sadrže 4 do 8 atoma klora. Posebno su opasni atomi klora na pozicijama 2, 3, 7 i 8, kao što je npr. 2, 3, 7, 8 – Tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD).

Uredba Europske komisije (WE) broj 1881/2006 od 19. prosinca 2006. godine (zajedno s kasnijim dodacima) regulira najviši dozvoljeni nivo rezidue za zbroj dioksina i polikloriranih bifenila koji su po efektu slični dioksinima (dl-PCB) i za zbroj izabranih kongenera polikloriranim bifenilima različitima po učinku dioksinima (ndl-PCB).

Individualni kongeneri dioksina i polikloriranih bifenila mogu pokazati varirajuću toksičnost za ljude i životinje, te se nalazi izražavaju korištenjem faktora konverzije, koji se nazivaju razinama toksičnosti. Primjena faktora ekvivalentne toksičnosti (TEF) dozvoljava izražavanje toksičnosti kao zbroja kongenera te omogućuje procjenu rizika. Rezultati određivanja su izraženi uzimajući u obzir zbroj svih dioksina i kongenera polikloriranih bifenila s učinkom sličnim ekvivalentnoj toksičnosti dioksina (TEQ) koja je zbroj produkata kongenera koje sadrži i njihove razine toksičnosti. Vrijednost TEQ određuje koliko je puta toksičnost određenog spoja manja od kongenera najviše toksičnog za ljude, npr. 2,3,7,8-TCDD s TEF koji je jednak jedan.

MIKOTOKSINI

Mikotoksini su supstance koje izlučuju brojne vrste plijesni poput Aspergillus, Penicillium, i Fusarium. Soj gljivica, njihovu osnovu, vlažnost, okolišnu temperaturu, te udio vode u proizvodu, ali i stupanj zrelosti, utječu na razvoj mikotoksina.

Mikotoksini mogu izazvati niz oboljenja. Iako su toksični u velikim količinama, opasnost za zdravlje predstavlja i dugotrajna izloženost čak i vrlo malim količinama. Osim za zdravlje, mikotoksini predstavljaju i ekonomsku prijetnju.

 

Dosad je identificirano do 300 mikotoksina, od kojih su najopasniji aflatoksini, trihoteceni (između ostalih i deoksinivalenol, T-2 toksin, HT-2 i fumonizini, okratoksin A, patulin i ergot alkaloidi).

 

Uredba komisije (WE)  1881/2006 od 19. prosinca 2006. godine (zajedno s kasnijim izmjenama) definirala je najviše dozvoljene razine mikotoksina.

Pitanjem određivanja mikotoksina J.S. Hamilton laboratoriji u Gdyniji bave se od ranih 60. godina prošlog stoljeća, nakon poznate epidemije peradi u Engleskoj. Analitičke aktivnosti koje su nastavljene tijekom godina sad su bazirane na aplikaciji kromatografskih tehnika – tekuće kromatografije s fluorometrijom ili tekućom kromatografijom s masenom spektrometrijom.

POLICIKLIČKI AROMATSKI UGLJIKOVODICI

Policiklički aromatski ugljikovodici (PAH) sadrže kondenzirane aromatske cikluse koji nastaju u procesu izgaranja drva, cigareta ili proizvodnje asfalta. Mogu se pojaviti u prehrambenim namirnicama kao rezultat termičke obrade poput prženja, dimljenja, pečenja na roštilju ili kao rezultat zagađenja okoliša.

Njihova je prisutnost nepoželjna jer se za mnoge smatra, ili je već dokazano, da imaju genotoksičan, mutagen ili kancerogen učinak.

 

Uredba Europske komisije (WE) 1881/2006 od 19. prosinca 2006. godine (zajedno s kasnijim izmjenama) definira najviše dozvoljene razine PAH-ova, pa je praćenje njihovog prisustva u prehrambenim proizvodima proizvođačima postalo potrebom.

J.S. Hamilton laboratoriji posjeduju prikladnu analitičku metodologiju koja omogućuje WWA određivanje u mnogim prehrambenim namirnicama uključujući različite najviše dozvoljene razine.

DRUGI KEMIJSKI KONTAMINANTI

Hrana bi, općenito govoreći, trebala biti sigurna za potrošače. U Uredbi Europske komisije, Parlamenta i Vijeća 178/2002 može se vidjeti da su sigurnost i povjerenje potrošača u Europskoj uniji od iznimne važnosti.

Najviši dozvoljeni nivoi štetnih tvari navedeni su u Uredbi (WE) 1881/2006 1881/2006 od 19. prosinca 2006. godine, gdje se navode sljedeći kontaminanti:

  • nitrati
  • mikotoksini
  • metali
  • 3-monoklorpropan-1,2-diol
  • dioksini i poliklorirani bifenili s učinkom sličnom dioksinima
  • poliklorirani bifenili bez učinka sličnom dioksinu
  • policiklički aromatski ugljikovodici
  • melamin i njegovi strukturni analozi
  • biljni toksini

TEŠKI METALI

Teški su metali primjer kontaminanata koji u znatnom stupnju dospijevaju u prehrambene namirnice iz okoliša. Prema dostupnoj literaturi, najizloženije su biljke i proizvodi biljnog porijekla poput pekarskih proizvoda, svih vrsta žitarica, ribe i plodova mora.

Najopasniji i najčešći elementi u prehrambenim namirnicama su kadmij, olovo, živa i arsen. Dugotrajna izloženost visokim razinama navedenih elemenata može dovesti do povećanog rizika od razvoja kancerogenih bolesti, te poremećaja živčanog i imunološkog sustava.

 

U laboratorijima J.S. Hamilton u Gdyniji pitanje praćenja teških metala provodi se korištenjem ispravno razvijenih metoda zasnovanim na poljskim i međunarodnim normama, ali i na našim vlastitim istraživačkim procedurama uz korištenje najsuvremenije opreme.

Najviše dozvoljene razine teških metala za pojedine prehrambene proizvode navedene su u Uredbi Komisije (WE) 1881/2006 od 19. prosinca 2006. godine.

ODREĐIVANJE HRANJIVIH VRIJEDNOSTI

Nužnost informiranja potrošača o hranjivoj vrijednosti proizvoda definirana je Uredbom Europskog Parlamenta i Vijeća (WE) no 1169/2011 od 25. listopada 2011. godine, te dopunama Uredbi (WE)  1924/2006 i (WE) 1925/2006 i ukidanjem Direktive Komisije 87/250/EWG, Direktive Komisije 90/496/EWG i 1999/10/WE, Direktive Parlamenta i Komisije 2000/13/WE, Direktive Komisije 2002/67/WE i 2008/5/WE, te Uredbom Vijeća (WE) 608/2004. Ispravno označavanje hrane sukladno Zakonu o sigurnosti hrane neizostavan je dio osiguravanja sigurnosti hrane predstavljen na tržištu.

Oznaka mora sadržavati informacije o energetskoj vrijednosti proizvoda, količini masti, zasićenih masnih kiselina, ugljikohidrata, šećera, proteina i soli. Ako sol ili sastojci koji je sadrže nisu nastali u postupku tehnološkog postupka, može se navesti da je sol prisutna u proizvodu prirodnim putem.

Sadržaj informacija koje se odnose na hranjive vrijednosti proizvoda može se proširiti dodavanjem informacija o mono-nezasićenim masnim kiselinama, poli-nezasićenim masnim kiselinama, poliolima, škrobu, vlaknima, vitaminima i mineralima. Lista je zatvorena i nije moguće dodavati informacije o, primjerice, sastavnim dijelovima poli-nezasićenih masnih kiselina.

 

Vrijednosti se izražavaju u gramima na 100 grama ili na 100 mililitara, te dodatno po porcijama ili jedinicama određenog proizvoda.

Iznos nutritivne komponente definiran je srednjim vrijednostima na temelju:

 

  • laboratorijske analize
  • kalkulacije zasnovane na poznatim ili stvarnim prosječnim vrijednostima korištenih komponenti ili na temelju:
  • kalkulacije zasnovane na opće prihvaćenim podacima

 

Proizvođači imaju nekoliko opcija. Mogu koristiti prikladne laboratorijske analize (preporučuje se za procesuirane ili složene proizvode) ili matematičke izračune koji se baziraju na podacima pojedinih sastojaka i poznavanju tehnoloških postupaka. U oba slučaja se u obzir moraju uzeti svi elementi i sastojci proizvoda.

VITAMINI

Vitamini su neizostavni za normalno funkcioniranje organizma. Razina vitamina je jedan od najvažnijih indikatora kvalitete prehrambenih proizvoda kao i ispravnih tehnoloških procesa.

Vitamini mogu biti prirodnog porijekla ili umjetno dodani, a njihova je analiza iznimno složena s obzirom na niz struktura i svojstava.

Ovisno o klasifikaciji i strukturi vitamina primjenjuju se različite analitičke metode. Najčešće su to kromatografske (tekuća kromatografija u kombinaciji s fluorescentnom spektrometrijom i detekcijom) ili mikrobiološke tehnike. Enzimi i titracija se rjeđe koriste.

Postotak vitamina može se navesti na pakiranju ako je u proizvodu prisutan u značajnoj mjeri, sukladno tablici u dodatku XIII Uredbe 1169/2011. Ovaj se iznos izračunava korištenjem prikladnih odnosa:

  • 15% referentne hranjive vrijednosti sadržane u 100 g ili 100 ml proizvoda s izuzetkom pića;
  • 7.5% referentne hranjive vrijednosti sadržane u 100 ml pića ili
  • 15% referentne hranjive vrijednosti po porciji proizvoda ako se pakiranje sastoji samo od jedne porcije

PROUČAVANJE ADITIVA

Aditivi se koriste kako bi se pojačao okus prehrambenog proizvoda, kako bi mu se produljila trajnost ili kako bi se olakšao proizvodni postupak, a često i kako bi se poboljšao izgled proizvoda.

Legislativa Europske unije (Uredba Parlamenta i Vijeća (WE) 1333/2008 od 16. prosinca 2008. s kasnijim dopunama) definira aditive kao bilo koje supstance koje se ne konzumiraju kao hrana niti se koriste kao karakterističan sastojak prehrambenih proizvoda neovisno o njihovoj hranjivoj vrijednosti, te čije namjerno dodavanje prehrambenim proizvodima iz tehnoloških razloga za vrijeme proizvodnje, prerade, pripreme, tretiranja, pakiranja, transporta i skladištenja uzrokuje ili se može očekivati da će uzrokovati da ta supstanca ili proizvodi zasnovani na njoj postaju izravno ili neizravno dijelom tih istih prehrambenih proizvoda.

 

Aditiv se dozvoljava samo ako zadovoljava navedene uvjete:

 

  • ako je znanstveno dokazano da ne predstavlja opasnost po zdravlje potrošača ako se koristi u preporučenim količinama
  • ako postoji opravdana tehnološka potreba koja se ne može zadovoljiti na niti jedan drugi način
  • ako njegova upotreba ne dovodi potrošača u zabludu u korist proizvođača

 

Korištenjem aditiva korištenje prikladnih metoda postalo je nužno za određivanje poštovanja dozvoljenih razina. Kako bi se to postiglo, J.S. Hamilton laboratoriji u Gdyniji koriste razne tehnike – kromatografske (plinski, tekući i tankog sloja), spektrometrijske, spektralne (ICP-OES i CP-MS), kao i destilacijske tehnike.

KRIVOTVORENJE/PATVORENJE HRANE

Krivotvorenje/patvorenje hrane problem je otkako je proizvodnja hrane postala profitabilnom. Danas predstavlja jedan od najozbiljnijih problema koji zahvaća sve dijelove prehrambene industrije. Mlijeko i mliječni proizvodi, čokolada i slatkiši, meso i mesne prerađevine, biljno ulje, voćni i povrtni sokovi, med, alkoholna pića, sve se to može krivotvoriti.

 

Procjenjujući stupanj distorzije, najčešće se nalazi da su deklaracije na ambalaži proizvoda netočne, da je dodan sastojak koji nije naveden, nedovoljno informacija o korištenju konzervansa ili neispravan naziv proizvoda (npr. nazivanje proizvoda maslacom iako sadrži masnoće koje se po svom sastavu razlikuju od masnoća koje nalazimo u mliječnim proizvodima). Skup je proizvod često zamijenjen jeftinim ili je čak dodan potencijalno opasan spoj kao primjerice u zloglasnom slučaju s dodavanjem melamina mlijeku namijenjenom za djecu.

 

Detekcija krivotvorenih prehrambenih proizvoda zahtijeva korištenje prikladnih metoda. Klasične metode poput određivanja točke ledišta mlijeka koriste se kako bi se detektiralo razrjeđivanje mlijeka vodom ili dodavanje Lugolove otopine mesu kako bi se otkrila prisutnost škroba ili enzimske, genetske, mikroskopske ili instrumentalne tehnike, te kromatografske, izotopske, spektrometrijske ili spektralne tehnike.

 

Izbor ispravne metode zahtijeva usku suradnju između klijenta i laboratorija jer nije važna samo upotreba ispravne tehnologije, već i pravog smjera istraživanja kako bi se identificiralo svojstvo potencijalno odgovorno za falsifikat.

IRADIJACIJA HRANE

Prvi eksperimenti iradijacije hrane provođeni su u SAD-u prije Drugog svjetskog rata, no tek se nakon rata nuklearna industrija počela koristiti u mirovne svrhe. Od tada je korištenje nuklearne energije za konzerviranje i očuvanje hrane uzelo maha. Prehrambeni sektor prepoznao je potencijalnu dobrobit zbog mogućnosti produljenja roka trajanja.

 

Postupak iradijacije hrane sastoji se od izlaganja namirnica radioaktivnom kobaltu 60 ili ceziju 137, gama zrakama i visokoenergiziranim elektronima. Lančana reakcija koja je rezultat takvih procesa zaustavlja kvarenje voća i povrća, zaustavlja klijavost sjemenki i raspadanje voća, ali i ubija bakterije i neutralizira organske nečistoće.

Iradijacija je dozvoljena ako ne predstavlja opasnost za ljudsko zdravlje ili život i ako je tehnološki opravdana.

ROK VALJANOSTI I STUDIJE STABILNOSTI

Prilikom skladištenja hrane mogu nastupiti određene promjene na prehrambenim proizvodima. Ove promjene utječu na kvalitetu hrane ali i predstavljaju određenu opasnost za dodane supstance, kao i za ljudsko zdravlje.

Svi proizvodi imaju rok do kojeg se proizvod preporučuje upotrijebiti, do kojeg pokazatelji kvalitete proizvoda skladištenog u određenim uvjetima (fizikalno-kemijskim i mikrobiološkim) ne prelaze granične vrijednosti unutar zakonskih okvira, hranjiva je vrijednost očuvana, a promjene u senzornim značajkama ne predstavljaju prepreku da proizvod bude prihvaćen od strane potrošača.

Osnovni zahtjevi u spektru sigurnosti hrane definirani Uredbom Komisije (WE) Europskog parlamenta i Vijeća 175/2002 od 28. siječnja 2002. godine zabranjuju stavljanje namirnica u opticaj ako je hrana opasna i štetna za ljudsko zdravlje ili ako nije prikladna za konzumaciju.

Studije roka valjanosti omogućuju procjenu opsega i smjera promjena u proizvodnji hrane kroz vrijeme. Mogu se provoditi:

 

  • analiziranjem proizvoda skladištenih u standardnim uvjetima unutar predviđenog roka valjanosti – sukladno zahtjevima specifikacije i standarda (temperature, relativne vlažnosti, svjetlosti); analiza se uglavnom koristi kod prerađene hrane s kratkim rokom valjanosti.
  • analiziranjem proizvoda u ubrzanim vanjskim uvjetima s povišenom temperaturom, vlagom i UV radijacijom. Na ovaj se način vrlo brzo može procijeniti rok valjanosti, no kako su uvjeti simulirani, potrebno je provesti i analizu u standardnim uvjetima kako bi se provjerilo realno vrijeme valjanosti proizvoda.

 

Razvoj ubrzanih testova složene je problematike. U svim stadijima, od razvoja projekta, preko provođenja analiza, do zaključka, potrebna je suradnja proizvođača i laboratorija. J.S. Hamilton laboratoriji na raspolaganju je proizvođačima na tržištu.