Opinia dot. aspektów technologicznych i zdrowotnych stosowania niekonwencjonalnych i innowacyjnych technik, wypracowana przez Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu oraz Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka podczas XII Konferencji z cyklu "Żywność, żywienie a zdrowie", 24.11.2020 r.
Wśród niekonwencjonalnych i innowacyjnych metod przetwarzania i utrwalania żywności na uwagę zasługują techniki, wykorzystujące zimną plazmę, ultradźwięki oraz pulsacyjne pole elektryczne. Zimna plazma jest stanem materii w postaci częściowo zjonizowanego gazu (hel, argon, azot, tlen), zawierającego m.in. elektrony, jony, rodniki, atomy czy fotony. Przy stosowaniu zimnej plazmy w środowisku żywności dochodzi do uszkodzenia ścian komórkowych, DNA i erozji komórek drobnoustrojów. Zimna plazma, z uwagi na właściwości przeciwdrobnoustrojowe związane z obecnością w niej m.in. nadtlenku wodoru, rodników OH, NO, tlenu singletowego czy ozonu, może znaleźć zastosowanie w żywności, jako metoda jej sterylizacji. Technologie zimnej plazmy niskociśnieniowej są przyjazne środowisku i wskazane do stosowania w przypadku produktów termolabilnych. Zimna plazma może być wykorzystana również do degradacji pestycydów, alergenów, inaktywacji toksyn czy sterylizacji powietrza oraz w modyfikacjach właściwości fizykochemicznych materiałów czy przemianach zol-żel. Dekontaminacja żywności, poprzez stosowanie zimnej plazmy lub kwasowej wody elektrolizowanej (AEW), należy do innowacyjnych metod sanityzacji powierzchni surowców lub przetworów żywnościowych. Kwasowa woda elektrolizowana wytwarzana jest metodą selektywnej elektrolizy membranowej z wodnych roztworów chlorku sodu. Dzięki temu procesowi generowane są aktywne formy chloru oraz reaktywne formy tlenu, które mają wysoką aktywność bakteriobójczą. Zastosowanie kwasowej wody elektrolizowanej działa hamująco na wzrost takich mikroorganizmów jak Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Mycobacterium tuberculosis, Campylobacter jejuni, Enterobacter aerogenes, czy Vibrio parahaemolytic.
Pulsacyjne pole elektryczne PEF oraz ultradźwięki US są technikami wspomagającymi jednostkowe procesy technologiczne, przez co znajdują coraz szersze zastosowanie w przemyśle spożywczym. Zastosowanie PEF polega na działaniu na tkankę biologiczną krótkimi impulsami, które charakteryzują się wysokim natężeniem pola elektrycznego. Efektem tego jest perforacja błony komórkowej tkanki. W przypadku stosowania fal dźwiękowych może dochodzić do zmiany w strukturze komórkowej układów biologicznych wskutek kawitacji czy pochłaniania energii akustycznej. Obie te metody mogą być wykorzystane w procesach wspomagających suszenie (w tym liofilizację), odwadnianie, tłoczenie, zamrażanie czy ekstrakcję. W przemyśle ziemniaczanym zastosowanie PEF przyczynia się do zmniejszenia siły cięcia, obniżenia pochłanianiu tłuszczu podczas smażenia przy produkcji frytek i chipsów. Zastosowanie PEF może wpływać również na zwiększenie ekstrakcyjności barwników czy rezygnację z obróbki enzymatycznej, bez zmniejszenia wydajności tłoczenia w produkcji soków owocowych. Stosowanie PEF i US sprzyja rozwojowi produkcji żywności wygodnej czy żywności o zaprojektowanych właściwościach. Stosowanie kombinacji tych dwóch technik wpływa również na jakość mikrobiologiczną żywności ze względu na uszkodzenie membran i struktur komórkowych mikroorganizmów. Zarówno PEF, jak i US mogą prowadzić jednak do powstawania wolnych rodników w żywności.
W niektórych przypadkach, zastosowanie pulsacyjnego pola elektrycznego czy ultradźwięków jest już powszechnie stosowaną praktyką w przemyśle przetwórczym. Wiedza konsumentów na temat wykorzystania i wpływu tych technologii na żywność jest niewielka, co może determinować ich zachowanie na rynku spożywczym. Analogicznie, w przypadku zimnej plazmy, ze względu na jej skład i naturę procesu, jej zastosowanie wzbudza pewne obawy konsumentów, co może niekorzystnie wpływać na przemysłowe wdrożenie tej technologii. Jednocześnie, wpływ zimnej plazmy na składniki odżywcze żywności nie jest dostatecznie poznany.
Zastosowanie nowoczesnych, innowacyjnych technologii przetwarzania żywności niesie ze sobą wiele korzystnych zjawisk, takich jak wspomniany powyżej aspekt korzyści dla środowiska przy stosowaniu zimnej plazmy, przy równoczesnej skuteczności tej metody w eliminacji drobnoustrojów chorobotwórczych i degradacji zanieczyszczeń środowiskowych. W przypadku rozwoju i stosowania nowych innowacyjnych technik przetwarzania żywności należy zwrócić szczególną uwagę na problem powstawania tzw. zanieczyszczeń procesowych (processing toxicants). Przykładem takich związków jest akryloamid, który powstaje z naturalnie występujących w żywności prekursorów (wolnej asparaginy i cukrów redukujących), głównie pod wpływem temperatury powyżej 120°C. Obecność akryloamidu jest stwierdzana nie tylko w produktach poddawanych tradycyjnym metodom obróbki termicznej, jak smażenie czy pieczenie, ale również w żywności poddanej pasteryzacji i sterylizacji. Występuje w produktach ekspandowanych i ekstrudowanych, a niektórzy autorzy wskazują na większą zawartość tego związku w żywności podgrzewanej w kuchence mikrofalowej w porównaniu do tradycyjnych metod podgrzewania potraw. Należy przy tym podkreślić, że ilość powstającego akryloamidu zależy przede wszystkim od składu surowcowego produktu, czyli od ilości prekursorów omawianego związku. Ryzyko dla zdrowia człowieka jest związane z działaniem neurotoksycznym i kancerogennym akryloamidu. Powszechna jego obecność w przetwarzanej żywności bogatej w węglowodany i potwierdzone niekorzystne działanie na zdrowie człowieka, wskazują na konieczność monitorowania zawartości akryloamidu w produktach spożywczych. Do tego celu wykorzystywane są nowoczesne metody analityczne, takie jak chromatografia gazowa i cieczowa sprzężona z podwójną spektrometrią mas (GC-MS/MS i LC-MS/MS). Obydwie metody pozwalają na wykrywanie związków na bardzo niskich poziomach detekcji. Bezpieczeństwo konsumentów mają zapewnić również odpowiednie przepisy prawne, limitujące zawartość zanieczyszczeń, w tym procesowych, w żywności. W przypadku akryloamidu obowiązują tzw. poziomy odniesienia, różne dla różnych kategorii środków spożywczych. Stosowanie nowoczesnych, innowacyjnych technologii produkcji i przetwarzania żywności musi uwzględniać aspekt bezpieczeństwa dla konsumenta wytwarzanych produktów. I to nie wyłącznie skutek natychmiastowy, ale również skutki odległe, w tym dla zdrowia przyszłych pokoleń.
Wymagania dotyczące bezpieczeństwa żywności, odnoszące się do jednostki i całego pokolenia w szerokim kontekście czasowym, muszą być równocześnie rozpatrywane z subiektywnymi potrzebami konsumentów. Wielu konsumentów poza zaspokojeniem głodu oczekuje żywności łatwej do przygotowania, posiadającej dodatkowe walory zdrowotne, wykraczające poza wartość odżywczą żywności, ale jednocześnie dostarczającej nowych, niezwykłych wrażeń kulinarnych. Tym wyzwaniom musi sprostać współczesny przemysł spożywczy oraz gastronomia, zachowując równowagę między obiektywnie mierzoną jakością żywności i potraw a subiektywnymi oczekiwaniami kulinarnymi konsumentów.