CONSERVERING VAN LEVENSMIDDELEN – EEN OUDE TECHNIEK MET ACTUELE PERSPECTIEVEN

- Een workshop van “Food Doctors” over conservering -

Inleiding

“Food Doctors” is een onderneming die zich bezighoudt met voedselveiligheid en met pecifieke problemen die aan voedingsmiddelen zijn verbonden. Binnen dat kader adviseert en ondersteunt zij - vanuit een wetenschappelijke benadering - instellingen, overheden en industrie. De onderneming biedt ook hulp als calamiteiten zouden optreden..

Food Doctors organiseert regelmatig workshops. In september en november 2006 werd een workshop over het conserveren van levensmiddelen georganiseerd. Naast uitstel van bederf heeft dit alles te maken met voedselveiligheid.

Was het een eye-opener? Voor een aantal aanwezigen waarschijnlijk wel.

Wetten en regels; de juiste benadering?

Sinds warenwetten bestaan – maar toch ook al daarvoor – zijn er voorschriften en regels voor maximale gehalten aan toegelaten conserveermiddelen en verboden op het gebruik van ongewenste conserveermiddelen. Tegenwoordig is het in onze streken de Europese Unie, van waaruit grote hoeveelheden richtlijnen het gebruik van dergelijke stoffen voor de lidstaten vastleggen.

Deze benadering heeft haar beperkingen. De indeling van conserveermiddelen in nogal willekeurige groepen is achterhaald. Dat betreft ook het gebruik van middelen onder specifiek gestelde voorwaarden (‘conditionally permitted’) en de voorgeschreven maximaal te gebruiken hoeveelheden. Zo varieert de maximaal voorgeschreven te gebruiken sorbinezuur van 200 mg per kg polenta (een Italiaans gerecht) tot 2000 mg per kg voorgebakken aardappelchips. Voor de toevoeging van sulfiet is de variatie nog groter: 10 mg/kg suiker tot 2000 mg/kg gedroogde abrikozen. De voorgeschreven maximale gehalten en de lijst met producten waaraan deze mogen worden toegevoegd, is een ouderwetse benadering die duidelijk niet op risico-analyse is gebaseerd.

Wet- en regelgevingen zoals deze worden echter ook als verouderd beschouwd omdat allerlei factoren in de conservering – beter gezegd: het effect van andere omstandigheden dan alleen het gebruik van conserveermiddelen – niet zijn opgenomen. Gezegd moet worden dat dit ook niet eenvoudig is. Want hoe moeten die omstandigheden worden omschreven? En kan dat eigenlijk wel? Krijg je die boven water, om het eens populair te zeggen? De discussie ging deze middag vooral om die omstandigheden. Ook de defenitie van conserveermiddelen (‘Substances which prolong the shelf-life of foodstuffs by protecting these against deterioration caused by micro-organisms’)schiet tekort. Niet alleen bederf veroorzakende micro-organismen zijn van belang, maar ook micro-organismen die voedselinfecties en -vergiftigingen veroorzaken. Naast micro-organismen kan bederf ook door fysiologische en chemische processen optreden.

Overzicht

Natuurlijk kan zo’n discussie niet worden gevoerd zonder een overzicht van onze kennis over de werking van conserveermiddelen die nu worden gebruikt en waarvan de toepassing wettelijk is geregeld. Maar ook discussiëren over conserveermiddelen ‘sec’ is eigenlijk achterhaald. Er treden vrijwel nooit gezondheidsproblemen met conserveermiddelen op. Problemen met benzoëzuur (vorming van sporen benzeen) of nitriet (vorming van nitrosaminen) blijken schijnproblemen te zijn. Een resistentieprobleem is er nauwelijks; zeker niet als hygiënisch wordt gewerkt. Spreken over een conserveringsconcept lijkt heel wat zinniger. (Intussen betekent dit niet dat bacteriën geen resistentie tegen conserveermiddelen kunnen ontwikkelen.)

Om hun werk te kunnen doen, moeten veel conserveermiddelen (voor een aanzienlijk deel stoffen met zure eigenschappen) door de celwand van de bacterie kunnen dringen. Daarvoor moet een voldoende hoeveelheid van dat conserveermiddel in ongeladen toestand aanwezig zijn. Dat is onder andere een pH-kwestie. (Bij het conserveren van garnalen wordt poedervormig benzoëzuur gebruikt, dat als zodanig door het membraan dringt.)

Als gevolg van het binnendringen van deze zure conserveermiddelen ontstaat een pH-probleem in het celvocht. De bacterie is in staat om waterstofionen weer weg te pompen, maar dat kost nogal wat energie. Die moet wel aanwezig zijn, wil de bacterie niet aan ‘pH-stress’ ten onder gaan. Een klein aantal zal het overleven en het product alsnog bederven. Hoeveel bacteriën overleven hangt sterk af van de initiële besmetting. Zwaar besmette producten zijn dan ook moeilijker houdbaar te maken dan een product waarbij de grondstoffen slechts licht besmet waren en waarbij langs de hele lijn een goede hygiëne in acht is genomen.

Hordentechnologie

Een moderne aanpak is de methode die meestal wordt aangeduid met de Amerikaanse aanduiding “hurdle technology”[1]. Bij deze technologie moeten de bacteriën een aantal hindernissen tegelijkertijd nemen. Het principe werd aan de hand van een tweetal voorbeelden besproken: het houdbaar maken van margarine en het conserveren van rookworst, waaraan de toepassing van bepaalde hindernissen de wettelijk toegestane conserveermiddelen nog maar nauwelijks te pas komen.

Bij margarine(een emulsie van water in vet) is het van groot belang dat de waterdruppeltjes zo klein mogelijk worden gehouden. Voor de afzonderlijke bacteriën rest dan nog een zeer beperkte leefruimte. Deze kunnen daardoor niet meer tot grote aantallen uitgroeien. Als bovendien de pH van het water iets wordt verlaagd en een geringe hoeveelheid conserveermiddelen (meestal sorbinezuur) wordt toegevoegd dan wordt groei vrijwel onmogelijk.

Drie hindernissen dus, die samen voor een lang houdbaar product zorgen en waarbij het gebruik van het conserveermiddelen minimaal is.

In Figuur 1 is het effect van de grootte van waterdruppeltjes in margarine schematisch weergegeven.

Figuur 1

Voor rookworst is het verhaal wat ingewikkelder, omdat meer ‘horden’ een rol spelen:

-         het zoutgehalte: drie procent, waardoor de wateractiviteit (a_w) wordt teruggebracht tot 0,97. Daarbij wordt de groei van de meeste schadelijke bacteriën beperkt;

-         de pH (omlaag brengen tot 5,4), ook dit beperkt de groei;

-         toevoeging van natriumnitriet (120 mg/kg), die in combinatie met een verlaagde pH en de nog volgende hittebehandeling de uitgroei van bacteriesporen remt [2];

-         een pasteurisatie (50 tot 100 minuten bij 70 °C) waarbij alle vegetatieve bacterie-cellen worden gedood; en

-        door goede hygiënische maatregelen waardoor de hoeveelheid sporevormende bacteriën beperkt worden tot hoogstens 10 per gram;

Het resultaat is een zeer veilig product dat relatief lang kan worden bewaard, zelfs bij kamertemperatuur.

In Figuur 2 zijn de effecten van pH en a_w schematisch vermeld.

Figuur 2

Natuurlijke conserveermiddelen

Naast conserveermiddelen die op industriële basis zijn gesynthetiseerd, beschikken we ook over ‘natuurlijke’ conserveermiddelen. Het begrip ‘natuurlijk’ wordt evenwel vaak slecht gedefinieerd (en eigenlijk kan het ook niet; het is daarvoor te wollig, om het zo maar eens te zeggen). Tijdens het symposium merkte een van de inleiders droogjes op dat ‘synthetische’ conserveermiddelen in veel gevallen natuurlijke conserveermiddelen zijn met een bekende structuurformule.

Ter zake. Onder de ‘natuurlijke’ conserveermiddelen rekent men onder meer enzymen, eiwitten, peptiden, zeolieten (een bepaald type chelatoren), esters van sacharose en niet te vergeten allerlei organische zuren. Toepassingsmogelijkheden werden behandeld, maar ook beperkingen (smaak /geur, slechte oplosbaarheid in water en niet te vergeten inactivering in levensmiddelen, bijvoorbeeld door binding aan eiwitten of door enzymatische afbraak).

Voor velen onbekend en onverwacht is de toepassing van bacteriofagen als conserveermiddel. Deze organismen zijn virussen die alleen maar bacteriën aantasten en zijn zeer specifiek. Om een groep van bacteriën te doden, zoals Listeria monocytogenes, is het noodzakelijk een geselecteerd mengsel van 8 tot 10 bacteriofagen te gebruiken. Deze fagen hechten zich aan de bacterie en pompen hun erfelijke materiaal daarin. In de bacterie worden weer nieuwe fagen geproduceerd die tenslotte de bacterie doen lyseren.

Bacteriën kunnen resistent worden tegen fagen. Dit is geen groot probleem, want nieuwe fagen kunnen makkelijk worden geproduceerd. Figuur 3 laat een elektronische opname zien van bacteriofagen die zich hechten aan een bacterie.

Figuur 3

Met zulke mogelijkheden bevinden we ons op een lange weg. Daarop hebben we natuurlijk al een eind afgelegd, want conserveren van levensmiddelen met behulp van externe factoren is al zo oud als het conserveren zelf. De behoefte wordt wel sterker om niet stil te staan op deze weg, maar hierop verder te gaan. En dus kijken we belangstellend uit naar het volgende symposium.

Ad Ruiter