Ερευνητές προτείνουν τη χρήση νανοσωματιδίων άνθρακα εμπλουτισμένων με χαλκό στις συσκευασίες τροφίμων για την αντιμετώπιση της λιστέρια
Nανοσωματίδια άνθρακα με χαλκό αποδείχτηκαν αποτελεσματικά κατά της Listeria monocytogenes σύμφωνα με νέα μελέτη Ιταλών ερευνητών. Η L. monocytogenes είναι μία από τις κυριότερες απειλές για την ασφάλεια των τροφίμων λόγω της ικανότητάς της να παραμένει σε επιφάνειες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το συγκεκριμένο παθογόνο μπορεί να κρυφτεί και σε αρκετά τρόφιμα. Από ντελικατέσεν και γαλακτοκομικά, όπως το τυρί και το γάλα, μέχρι αλλαντικά, αυγά και φρούτα είναι συχνά «ένοχοι» για την πρόκληση λιστερίωσης, δηλαδή λοίμωξης από λιστέρια.
Το μέσο ποσοστό θνησιμότητας από λιστερίωση εκτιμάται ότι είναι περίπου 15–16%, τόσο στην Ευρωπαϊκή Ένωση όσο και στις ΗΠΑ. Επιπλέον, για τα ανοσοκατεσταλμένα άτομα, το ποσοστό θνησιμότητας μπορεί να φτάσει το 30-40%. Στη μάχη κατά της λιστέρια, επιστήμονες έχουν επικεντρωθεί στα νανοϋλικά με βάση τον άνθρακα λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων τους όπως η θερμική σταθερότητα και η καλή αγωγιμότητα. Παράλληλα, οι αντιμικροβιακές ιδιότητες του χαλκού είναι γνωστές από την αρχαιότητα. Σήμερα, υπάρχει μεγάλος αριθμός στοιχείων που υποστηρίζουν την αποτελεσματικότητά του έναντι διαφορετικών ειδών μικροοργανισμών G+ και G-, συμπεριλαμβανομένης της λιστέρια. Ο χαλκός παρουσιάζει αντιμικροβιακές ιδιότητες όχι μόνο ως διαλυτό άλας (π.χ. CUSO4), αλλά και σε στοιχειακή μορφή ή με τη μορφή νανοσωματιδίων Cu ή CuO. Στην τελευταία μορφή, η χρήση του έχει προταθεί ως ενεργός παράγοντας σε σύνθετα υλικά για τη συσκευασία τροφίμων. Η σημαντικότερη δράση του χαλκού στις αερόβιες συνθήκες θεωρείται ότι είναι η δημιουργία δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS).
Στη νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Foods, ερευνητές μελέτησαν την αντιμικροβιακή αποτελεσματικότητα νέων νανοδομών που αποτελούνται από νανοσωματίδια άνθρακα προερχόμενα από γλυκόζη εμπλουτισμένα με χαλκό έναντι ενός στελέχους αναφοράς L. monocytogenes. Η απελευθέρωση του χαλκού σε προσομοιωτές τροφίμων διερευνήθηκε επίσης για να αξιολογηθεί η ασφάλεια αυτών των συστημάτων ως πιθανά ενεργά συστατικά των υλικών συσκευασίας τροφίμων. Ο κανονισμός της Επιτροπής της ΕΕ αριθ. 10/2011 αναφέρει ότι τα πλαστικά υλικά δεν πρέπει να απελευθερώνουν χαλκό σε ποσότητες που υπερβαίνουν τα 5 mg/kg τροφίμων.
Τα αποτελέσματα της έρευνας ανέδειξαν την αντιμικροβιακή δράση των νανοσωματιδίων με χαλκό έναντι της λιστέρια. Το μέγεθος των σωματιδίων αποδείχθηκε ότι ρυθμίζει την τοξικότητα, με υψηλότερη αποτελεσματικότητα να παρατηρείται με τα μεγαλύτερα σωματίδια που αποτελούν και τον καλύτερο υποψήφιο για το σχεδιασμό αντιμικροβιακών υλικών συσκευασίας τροφίμων. Τα εμπλουτισμένα σωματίδια φάνηκε να είναι ικανά να παράγουν σημαντικές ποσότητες ROS, που μπορεί να εμπλέκονται στον μηχανισμό δράσης τους. Ο διαλυτός χαλκός είχε επίσης σαφή αντιμικροβιακή δράση σε μέτριες και υψηλές συγκεντρώσεις, με τις τελευταίες να αντιστοιχούν σε αναστολή ανάπτυξης του παθογόνου κατά 65%. Σε χαμηλές συγκεντρώσεις όμως παρατηρήθηκε αύξηση της ανάπτυξης των βακτηρίων. Αυτό το ασυνήθιστο αποτέλεσμα μπορεί να οφείλεται στην αύξηση της πρόσληψης χαλκού όταν η L. monocytogenes όταν εκτίθεται σε μη τοξική συγκέντρωση χαλκού.
Κατά την επαφή των εμπλουτισμένων νανοσωματιδίων με προσομοιωτές τροφίμων, παρατηρήθηκε σημαντική απελευθέρωση ιόντων χαλκού. Αυτή η απελευθέρωση βρέθηκε να αυξάνεται σε χαμηλό pH. Ως εκ τούτου, οι συγγραφείς προβλέπουν υψηλότερη απελευθέρωση χαλκού σε τρόφιμα με όξινες συνθέσεις. Αυτή η παρατήρηση υποδηλώνει αυξημένη αντιμικροβιακή δράση αυτών των υλικών σε όξινα τρόφιμα, αλλά ταυτόχρονα και μεγαλύτερο κίνδυνο έκθεσης του ανθρώπου σε μέταλλα μέσω αυτών των τροφίμων. Η ισορροπία μεταξύ αυτών των δύο πτυχών πρέπει να εξεταστεί μελλοντικά.
