Συνδυάζοντας υψηλή πίεση, θερμοκρασία και αντιμικροβιακές ενώσεις, ερευνητές επιτυγχάνουν αποτελέσματα που η κλασική αποστείρωση δεν μπορεί να προσφέρει
Το κλωστηρίδιο της αλλαντίασης (Clostridium botulinum) είναι από τους πιο επικίνδυνους μικροοργανισμούς στη βιομηχανία τροφίμων. Το βακτήριο παράγει τη βοτουλινική τοξίνη, μια από τις ισχυρότερες γνωστές τοξίνες, και το ιδιαίτερα δυσκολοεξόντωτο χαρακτηριστικό του είναι ότι σχηματίζει σπόρια, δηλαδή μια αδρανή μορφή που αντέχει σε ακραίες συνθήκες. Η καταστροφή τους με τη συμβατική θερμική αποστείρωση απαιτεί θερμοκρασίες ίσες ή μεγαλύτερες από 121 βαθμούς Κελσίου για παρατεταμένο χρόνο, μια διαδικασία που αποτελεσματικά σκοτώνει τα σπόρια αλλά ταυτόχρονα υποβαθμίζει τη γεύση, μειώνει τη θρεπτική αξία και χαλάει τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά τροφίμων όπως πουρέδες λαχανικών, σούπες και βρεφικές τροφές.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου Ohio State και του Πανεπιστημίου Georgia δοκίμασαν μια εναλλακτική που συνδυάζει δύο στρατηγικές, θερμοκρασία και πίεση. Η μέθοδος PATP εφαρμόζει 600 megapascals πίεσης παράλληλα με θερμοκρασία 105 βαθμών Κελσίου για 10 λεπτά, δηλαδή λιγότερη θερμότητα από την κλασική αποστείρωση, αλλά συνδυασμένη με εξαιρετικά υψηλή πίεση που εξασθενεί τις προστατευτικές δομές των σποριών. Χρησιμοποίησαν ως μοντέλο τρόφιμο πουρέ καρότου, το οποίο αντιπροσωπεύει τα λεγόμενα χαμηλής οξύτητας τρόφιμα όπου ο κίνδυνος αλλαντίασης είναι υψηλότερος γιατί η έλλειψη οξύτητας ευνοεί την ανάπτυξη του βακτηρίου. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Food Control.
Τριπλός μηχανισμός δράσης και αποτελέσματα που ξεπερνούν τα 6,5 log
Η PATP μόνη της επέτυχε μείωση σποριών κατά 4 log στο πουρέ καρότου, ένα ικανοποιητικό αλλά όχι επαρκές αποτέλεσμα, καθώς τα επιβιώσαντα σπόρια εμφάνισαν ανάκαμψη κατά 1 log στη διάρκεια 35 ημερών αποθήκευσης. Σπόρια που επιβίωσαν τραυματισμένα μπορούν να αναρρώσουν και να αναπτυχθούν αν υπάρχουν θρεπτικά συστατικά στο περιβάλλον. Εδώ μπαίνει το δεύτερο σκέλος της μελέτης. Οι ερευνητές πρόσθεσαν τρία κατιονικά αντιμικροβιακά, χιτοσάνη, ε-πολυλυσίνη και λαυρικό αργινικό. Η χιτοσάνη σε συνδυασμό με PATP ανέβασε τη μείωση στα 6,5 log, ενώ η ε-πολυλυσίνη και το λαυρικό αργινικό επέτυχαν μειώσεις άνω των 6,5 log, μειώνοντας τον πληθυσμό σποριών κάτω από τα ανιχνεύσιμα επίπεδα. Κανένα από τα δείγματα που έλαβαν αντιμικροβιακά δεν εμφάνισε ανάκαμψη σποριών κατά τις 35 ημέρες αποθήκευσης.
Ο μηχανισμός που προτείνουν οι ερευνητές είναι ηλεκτροστατικής φύσης. Η PATP αυξάνει το θετικό φορτίο των αντιμικροβιακών ενώσεων, ενώ τα σπόρια διατηρούν αρνητικό επιφανειακό φορτίο. Η ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ τους προωθεί την αλληλεπίδραση, ενισχύοντας τη διαταραχή των ήδη αποδυναμωμένων από την πίεση δομών των σποριών. Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι τα θρεπτικά συστατικά του τροφίμου παίζουν ρόλο στην ανάκαμψη. Σπόρια σε ρυθμιστικό διάλυμα χωρίς θρεπτικά συστατικά δεν εμφάνισαν ανάκαμψη μετά τη PATP, επιβεβαιώνοντας ότι η τροφική στήριξη είναι απαραίτητη για την επισκευή και ανάπτυξη των τραυματισμένων σποριών.
