Gezondheid: Behandelingsmethoden pathogenen levensmiddelen

-


Laatste update 1 mei 2023

 

Inleiding

In deze blog wordt kort ingegaan op enkele behandelingsmethoden om pathogenen zoals virussen, bacteriën, schimmels, e.d. die kunnen voorkomen op levensmiddelen zoals groente, fruit, vis en vlees en andere gebruiksoppervlakken te verminderen.

 

Sterilisatiemethoden voedingsmiddelen industrie

In de voedingsmiddelen industrie worden diverse (combinaties) van sterilisatiemethoden ingezet o.a.:

  • verhitting;
  • bestraling;
  • chemicaliën;
  • metalen, metaaloxiden,
  • klei mineralen;
  • ultra-violet licht;
  • gassen, watergas;
  • ultrasoon geluid;
  • nano-coatings;

 

Door sterilisatiemethoden in te zetten, of combinaties ervan, zullen de meeste pathogenen gedood worden of zodanig beschadigd raken dat zij als zodanig geen verdere schade kunnen veroorzaken.

Maar het is daarna nog wel mogelijk dat resten van gedode pathogenen een (nieuwe) voedingsbodem kunnen vormen voor b.v. schimmels.

 

Schadelijke effecten besmette levensmiddelen en/of oppervlakken

Besmette levensmiddelen kunnen diverse soorten ziekten en vergiftigingen veroorzaken als deze niet voldoende behandeld worden.

Bij virussen- en bacteriën zijn infecties en voedselvergiftiging meestal het gevolg. De meeste schimmels op (rot) fruit of groente zijn niet schadelijk voor mens en dier maar wel de gifstoffen die zij afscheiden.

Bij met name producten die veel vocht bevatten b.v. appels, peren, tomaten, citrusvruchten, kan het enkel wegsnijden van wat rotte plekjes en schimmeltjes onvoldoende zijn. Dit komt doordat schimmels in een vochtige omgeving makkelijker en sneller lange draden kunnen maken, waardoor het niet zal helpen slechts (ruim) om aangetaste plekken weg te snijden. Tegen dergelijke toxines helpen sterilisatiemethoden niet. Wel zijn er stoffen die toxines kunnen neutraliseren zoals actieve koolstof en bepaalde fijne (groene) leem. De laatste vorm wordt vaak aan dieren gegeven zoals paarden en honden, waarbij het voordeel is dat enkel gifstoffen geneutraliseerd worden en niet ook voedingsstoffen zoals dat bij actieve koolstof wel het geval is.

 

Minder bekende behandelingsmethoden

Het gebruik van ultrasoon geluid, metaaloxiden, en watergas zijn mogelijk wat minder bekende behandelingsmethoden.

Bij gebruik van ultrasoon geluid gaat het meestal om frequenties tussen de 10 kilohertz (1 kHz = 103 Hz) en 40 kHz. Deze frequenties zijn vergelijkbaar met die van een kleine machine (flinke broodrooster) die wel gebruikt wordt voor het ultrasoon reinigen van sieraden. Bij veel hogere frequenties zoals megahertz (1 MHz = 106 Hz) of gigahertz (1 GHz = 109 Hz) is eerder sprake van een soort lage 'bestraling' of verhitting waarbij koolhydraten, vetten en vooral enzymen en eiwitten, een andere biochemische samenstelling of vorm krijgen (vergelijk gekookt ei).

 

Afhankelijk van het soort pathogeen kan een specifieke 'sweep' van frequenties al voldoende beschadigend werken, zonder dat het ander organisch (levend) weefsel aantast. Elk virus of bacterie kan daarbij als het ware zijn maximale tolerantiegrens m.b.t. een frequentie hebben. Het is een beetje vergelijkbaar met de techniek om staal d.m.v. (zeer hoge) frequentie te vervormen of buigen.

Verder is van metaal(oxiden), b.v. in de vorm van klei-mineralen, de steriliserende werking wat minder bekend, zoals b.v. van zilver, koper, en aluminium. Vormen van nano-coatings (minuscule deeltjes 'verf') kunnen ook ingezet worden al dan niet in eetbare vorm, b.v. op paprika's, contactlenzen, steriele gazen voor behandeling brandwonden, etc..

 

Watergas (HHO) wordt sporadisch ingezet om bepaalde stoffen in water te neutraliseren of oxideren, maar is minder relevant voor het doden van pathogenen op zich. Daarvoor zijn eerder verbindingen met andere stoffen nodig b.v. zwavel of zuurstof (waterstofperoxide). Bij elektrolyse van water kan watergas en zuurstof vrijkomen van de elektroden, wat wel een neutraliserend effect kan hebben in bepaalde (hoge) concentraties.

Echter, is de methode om watergas/zuurstof te produceren nog niet aantrekkelijk vanwege de hoge elektriciteitskosten, vergelijk b.v. de discussie grijze en groene waterstof (men bedoelt waarschijnlijk watergas).

Bewerking door bestraling (doorstralen/irradation) b.v. mayonaise, o.a. ook gebruikt om insecten te doden en het ontkiemen van groenten en veroudering te vertragen, of de sapopbrengst te verhogen.

Het gebruik van chemicaliën (b.v. ook bleken) is ook nog steeds gebruikelijk hoewel men langzaam begint in te zien dat langdurig gebruik van sterke pesticiden (b.v. Roundup) funest is voor mens en milieu. Zie de discussie over duurzame landbouw en biodiversiteit versus massaproductie en monocultuur.

 

 

 

 

 

Bronnen en verwijzingen

 

@ pathogens on food

 

Baker, C. A., & Gibson, K. E. (2022). Persistence of SARS-CoV-2 on surfaces and relevance to the food industry. Current opinion in food science, 47, 100875. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2022.100875, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9238272/>

 

@ klei mineralen

The Truth About Mycotoxin Binders, <https://www.biomin.net/science-hub/the-truth-about-mycotoxin-binders/>

Wang, M., Hearon, S. E., & Phillips, T. D. (2020). A high capacity bentonite clay for the sorption of aflatoxins. Food additives & contaminants. Part A, Chemistry, analysis, control, exposure & risk assessment, 37(2), 332–341. https://doi.org/10.1080/19440049.2019.1662493

Bhatti, S. A., Khan, M. Z., Hassan, Z. U., Saleemi, M. K., Saqib, M., Khatoon, A., & Akhter, M. (2018). Comparative efficacy of Bentonite clay, activated charcoal and Trichosporon mycotoxinivorans in regulating the feed-to-tissue transfer of mycotoxins. Journal of the science of food and agriculture, 98(3), 884–890. https://doi.org/10.1002/jsfa.8533

A. Chkuaseli, M. Khutsishvili-Maisuradze, A. Chagelishvili, K. Natsvaladze, T. Lashkarashvili, G. Chagelishvili, N. Maisuradze,
Application of new mycotoxin adsorbent-bentonite clay “Askangel” in poultry feed, Annals of Agrarian Science, Volume 14, Issue 4, 2016, Pages 295-298, ISSN 1512-1887, https://doi.org/10.1016/j.aasci.2016.09.004., <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1512188716300951)>

 

@ gassen, watergas, hydrogen gas

 

Takors, R., Kopf, M., Mampel, J., Bluemke, W., Blombach, B., Eikmanns, B., Bengelsdorf, F. R., Weuster-Botz, D., & Dürre, P. (2018). Using gas mixtures of CO, CO2 and H2 as microbial substrates: the do's and don'ts of successful technology transfer from laboratory to production scale. Microbial biotechnology, 11(4), 606–625. https://doi.org/10.1111/1751-7915.13270

Li, L., Lou, W., Kong, L., & Shen, W. (2021). Hydrogen Commonly Applicable from Medicine to Agriculture: From Molecular Mechanisms to the Field. Current pharmaceutical design, 27(5), 747–759. https://doi.org/10.2174/1381612826666201207220051

Benoit, S. L., Maier, R. J., Sawers, R. G., & Greening, C. (2020). Molecular Hydrogen Metabolism: a Widespread Trait of Pathogenic Bacteria and Protists. Microbiology and molecular biology reviews : MMBR, 84(1), e00092-19. https://doi.org/10.1128/MMBR.00092-19

Wu, F., He, P., Chang, X., Jiao, W., Liu, L., Si, Y., Yu, J., & Ding, B. (2021). Visible-Light-Driven and Self-Hydrogen-Donated Nanofibers Enable Rapid-Deployable Antimicrobial Bioprotection. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany), 17(12), e2100139. https://doi.org/10.1002/smll.202100139

LeBaron, T. W., Kura, B., Kalocayova, B., Tribulova, N., & Slezak, J. (2019). A New Approach for the Prevention and Treatment of Cardiovascular Disorders. Molecular Hydrogen Significantly Reduces the Effects of Oxidative Stress. Molecules (Basel, Switzerland), 24(11), 2076. https://doi.org/10.3390/molecules24112076, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6600250/, <https://www.watergas.nu/inhoud/bio_medisch.php>

Zhang Y, Tan S, Xu J, Wang T: Hydrogen Therapy in Cardiovascular and Metabolic Diseases: from Bench to Bedside. Cell Physiol Biochem 2018;47:1-10. doi: 10.1159/000489737

Chi, J., Li, Z., Hong, X., Zhao, T., Bie, Y., Zhang, W., Yang, J., Feng, Z., Yu, Z., Xu, Q., Zhao, L., Liu, W., Gao, Y., Yang, H., Yang, J., Liu, J., & Yang, W. (2018). Inhalation of Hydrogen Attenuates Progression of Chronic Heart Failure via Suppression of Oxidative Stress and P53 Related to Apoptosis Pathway in Rats. Frontiers in physiology, 9, 1026. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.01026, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6079195/>

Sugai, K., Tamura, T., Sano, M., Uemura, S., Fujisawa, M., Katsumata, Y., Endo, J., Yoshizawa, J., Homma, K., Suzuki, M., Kobayashi, E., Sasaki, J., & Hakamata, Y. (2020). Daily inhalation of hydrogen gas has a blood pressure-lowering effect in a rat model of hypertension. Scientific reports, 10(1), 20173. https://doi.org/10.1038/s41598-020-77349-8, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33244027/>

Yang, F., Yue, R., Luo, X., Liu, R., & Huang, X. (2020). Hydrogen: A Potential New Adjuvant Therapy for COVID-19 Patients. Frontiers in pharmacology, 11, 543718. https://doi.org/10.3389/fphar.2020.543718, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7593510/

Jeong, E. S., Bajgai, J., You, I. S., Rahman, M. H., Fadriquela, A., Sharma, S., Kwon, H. U., Lee, S. Y., Kim, C. S., & Lee, K. J. (2021). Therapeutic Effects of Hydrogen Gas Inhalation on Trimethyltin-Induced Neurotoxicity and Cognitive Impairment in the C57BL/6 Mice Model. International journal of molecular sciences, 22(24), 13313. https://doi.org/10.3390/ijms222413313, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34948107/

Ge, L., Yang, M., Yang, N. N., Yin, X. X., & Song, W. G. (2017). Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases. Oncotarget, 8(60), 102653–102673. https://doi.org/10.18632/oncotarget.21130, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5731988/?otool=idkphnlib

 

@ nanocoatings

Choi, D., Choi, M., Jeong, H., Heo, J., Kim, T., Park, S., Jin, Y., Lee, S., & Hong, J. (2021). Co-existing "spear-and-shield" air filter: Anchoring proteinaceous pathogen and self-sterilized nanocoating for combating viral pandemic. Chemical engineering journal (Lausanne, Switzerland : 1996), 426, 130763. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130763, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34131388/

Correa-Pacheco, Z. N., Corona-Rangel, M. L., Bautista-Baños, S., & Ventura-Aguilar, R. I. (2021). Application of natural-based nanocoatings for extending the shelf life of green bell pepper fruit. Journal of food science, 86(1), 95–102. https://doi.org/10.1111/1750-3841.15542

Khan, S. A., Shahid, S., Mahmood, T., & Lee, C. S. (2021). Contact lenses coated with hybrid multifunctional ternary nanocoatings (Phytomolecule-coated ZnO nanoparticles: Gallic Acid:Tobramycin) for the treatment of bacterial and fungal keratitis. Acta biomaterialia, 128, 262–276. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.04.014

Balaure, P. C., & Grumezescu, A. M. (2020). Recent Advances in Surface Nanoengineering for Biofilm Prevention and Control. Part II: Active, Combined Active and Passive, and Smart Bacteria-Responsive Antibiofilm Nanocoatings. Nanomaterials (Basel, Switzerland), 10(8), 1527. https://doi.org/10.3390/nano10081527

Gallo, J., Panacek, A., Prucek, R., Kriegova, E., Hradilova, S., Hobza, M., & Holinka, M. (2016). Silver Nanocoating Technology in the Prevention of Prosthetic Joint Infection. Materials (Basel, Switzerland), 9(5), 337. https://doi.org/10.3390/ma9050337

Gkana, E. N., Doulgeraki, A. I., Chorianopoulos, N. G., & Nychas, G. E. (2017). Anti-adhesion and Anti-biofilm Potential of Organosilane Nanoparticles against Foodborne Pathogens. Frontiers in microbiology, 8, 1295. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01295

Hu, X., Saravanakumar, K., Sathiyaseelan, A., & Wang, M. H. (2020). Chitosan nanoparticles as edible surface coating agent to preserve the fresh-cut bell pepper (Capsicum annuum L. var. grossum (L.) Sendt). International journal of biological macromolecules, 165(Pt A), 948–957. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.09.176

 

@ ultrasonic sound, ultrasound, sterilasation (diversen)

Pasteuriseren, steriliseren, UHT. <https://www.safefoodfactory.com/nl/knowledge/25-pasteuriseren-steriliseren-uht/>

Ultrasoon geluid als sterilisatiemethode, Literatuuronderzoek naar de werking van sonicatie en cavitatie op micro-organismen en de toepassingsmogelijkheden in de industrie. Laurens Vehmeijer, Wetenschapswinkel Biologie, Universiteit Utrecht, Leerstoelgroep Microbiologie, Universiteit Utrecht. oktober 2007, P-UB-2007-08. <https://dspace.library.uu.nl/bitstream/handle/1874/44803/PUB0708-ultrasoon-geluid.pdf?sequence=1>

Yao, M., Wang, H. A potential treatment for COVID-19 based on modal characteristics and dynamic responses analysis of 2019-nCoV. Nonlinear Dyn 106, 1425–1432 (2021). https://doi.org/10.1007/s11071-020-06019-1, <https://link.springer.com/article/10.1007/s11071-020-06019-1>

Martínez Lapuente, L., Guadalupe, Z., Ayestarán, B., Pérez-Porras, P., Bautista-Ortín, A. B., & Gómez-Plaza, E. (2021). Ultrasound treatment of crushed grapes: Effect on the must and red wine polysaccharide composition. Food chemistry, 356, 129669. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.129669, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33812192/>

Xiao, Y., Wu, X., Zhang, B., Luo, F., Lin, Q., & Ding, Y. (2021). Understanding the aggregation structure, digestive and rheological properties of corn, potato, and pea starches modified by ultrasonic frequency. International journal of biological macromolecules, 189, 1008–1019. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.08.163, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34455004/>

Lin, H., Zheng, H., Montano, B., Wu, H., Giglio, M., Sampaolo, A., Patimisco, P., Zhu, W., Zhong, Y., Dong, L., Kan, R., Yu, J., & Spagnolo, V. (2021). Ppb-level gas detection using on-beam quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy based on a 28 kHz tuning fork. Photoacoustics, 25, 100321. https://doi.org/10.1016/j.pacs.2021.100321, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34976726/>

Thakore, N., Reno, J. M., Gonzales, R. A., Schallert, T., Bell, R. L., Maddox, W. T., & Duvauchelle, C. L. (2016). Alcohol enhances unprovoked 22-28 kHz USVs and suppresses USV mean frequency in High Alcohol Drinking (HAD-1) male rats. Behavioural brain research, 302, 228–236. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2016.01.04, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26802730/>

High-Intensity Focused Ultrasound (HIFU) for Prostate Cancer, <https://my.clevelandclinic.org/health/treatments/16541-high-intensity-focused-ultrasound-hifu-for-prostate-cancer>

Mearini, L., & Porena, M. (2010). Transrectal high-intensity focused ultrasound for the treatment of prostate cancer: past, present, and future. Indian journal of urology : IJU : journal of the Urological Society of India, 26(1), 4–11. https://doi.org/10.4103/0970-1591.60436, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2878418/>

MIT study shows ultrasound vibrations may kill coronavirus, Ultrasound might be able to damage the novel coronavirus in the same way an opera singer's voice can shatter a wine glass. <https://bigthink.com/health/ultrasound-coronavirus/>

Bat Virus Studies Raise Questions About Laboratory Tinkering, Working in a laboratory in Paris, scientists gave a close relative of the Covid virus the chance to evolve to be more like its cousin. <https://www.nytimes.com/2022/07/15/science/bat-coronavirus-laboratory-experiments.html>

 

@ bestraling (doorstralen/irradation)

Het doorstralen van voedsel met gammastraling of röntgenstraling, <https://nl.wikipedia.org/wiki/Doorstralen>

Food Irradiation: What You Need to Know: <https://www.fda.gov/food/buy-store-serve-safe-food/food-irradiation-what-you-need-know>

What is food irradiation? <https://www.epa.gov/radiation/what-food-irradiation>

Natural Radioactivity in Food, <https://www.epa.gov/radtown/natural-radioactivity-food>

Food and Drinking Water Safety in a Radiation Emergency, <https://www.cdc.gov/nceh/radiation/emergencies/food_water_safety.html>

Bektas, H., Algul, S., Altindag, F., Yegin, K., Akdag, M. Z., & Dasdag, S. (2022). Effects of 3.5 GHz radiofrequency radiation on ghrelin, nesfatin-1, and irisin level in diabetic and healthy brains. Journal of chemical neuroanatomy, 126, 102168. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2022.102168, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36220504/>

 

@ chemicaliën

Food and Pesticides <https://www.epa.gov/safepestcontrol/food-and-pesticides>

EFSA’s latest annual report on pesticide residues in food <https://www.efsa.europa.eu/nl/news/pesticides-food-latest-report-published>

Pesticide residues in food <https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/pesticide-residues-in-food>

( fr ) Maryadele J. O'Neil, Patricia E. Heckelman, Cherie B. Koch et al. , De Merck-index: een encyclopedie van chemicaliën, medicijnen en biologische producten , Whitehouse Station, NJ, Merck Research Laboratories,2006, 14 th  ed. , 10973  blz. ( ISBN  978-0-911910-00-1 , OCLC  708295355 )

 

@ copper, copper oxide, copper surfaces

Mazurkow, J. M., Yüzbasi, N. S., Domagala, K. W., Pfeiffer, S., Kata, D., & Graule, T. (2020). Nano-Sized Copper (Oxide) on Alumina Granules for Water Filtration: Effect of Copper Oxidation State on Virus Removal Performance. Environmental science & technology, 54(2), 1214–1222. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b05211, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31855599/>

Potential effectiveness of copper surfaces in reducing health care-associated infection rates in a pediatric intensive and intermediate care unit: A nonrandomized controlled trial
Bettina von Dessauer MD a, Maria S. Navarrete MD, MPH b , Dona Benadof MD c, Carmen Benavente MD a, Michael G. Schmidt PhD d,* <https://www.ajicjournal.org/article/S0196-6553(16)30338-8/pdf>

Copper kills coronavirus. Why aren’t our surfaces covered in it? Civilizations have recognized copper’s antimicrobial properties for centuries. It’s time to bring the material back. Mark Wilson <https://www.fastcompany.com/90476550/copper-kills-coronavirus-why-arent-our-surfaces-covered-in-it>

Copper’s Virus-Killing Powers Were Known Even to the Ancients, The SARS-CoV-2 virus endures for days on plastic or metal but disintegrates soon after landing on copper surfaces. Here’s why. Jim Morrison, Science CorrespondentApril 14, 2020 <https://www.smithsonianmag.com/science-nature/copper-virus-kill-180974655/>

Percival S. S. (1998). Copper and immunity. The American journal of clinical nutrition, 67(5 Suppl), 1064S–1068S.<https://doi.org/10.1093/ajcn/67.5.1064S>

Armstrong, T. A., Williams, C. M., Spears, J. W., & Schiffman, S. S. (2000). High dietary copper improves odor characteristics of swine waste. Journal of animal science, 78 (4), 859–864. https://doi.org/10.2527/2000.784859x

 

@ copper citrate

Effects of copper citrate as a defoliant in nursery fruit stock production, Pesticidi i fitomedicina 2017 Volume 32, Issue 3-4, Pages: 231-236, https://doi.org/10.2298/PIF1704231G

<http://www.doiserbia.nb.rs/Article.aspx?ID=1820-39491704231G>, <22761272_Effects_of_copper_citrate_as_a_defoliant_in_nursery_fruit_stock_production>

Armstrong, T. A., Cook, D. R., Ward, M. M., Williams, C. M., & Spears, J. W. (2004). Effect of dietary copper source (cupric citrate and cupric sulfate) and concentration on growth performance and fecal copper excretion in weanling pigs. Journal of animal science, 82(4), 1234–1240. https://doi.org/10.2527/2004.8241234x

Pesti, G. M., & Bakalli, R. I. (1996). Studies on the feeding of cupric sulfate pentahydrate and cupric citrate to broiler chickens. Poultry science, 75(9), 1086–1091. https://doi.org/10.3382/ps.0751086, <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8878264/>

 

@ regels voedselbereiding

Wettelijke hygiënevoorschriften voedselbereiding --> Warenwetbesluit ‘Bereiding en behandeling van levensmiddelen’ en het Warenwetbesluit ‘Hygiëne van levensmiddelen’.

Naast deze algemene wetgeving kan specifieke wetgeving van toepassing zijn. Bron: <https://www.nvwa.nl/onderwerpen/haccp/wettelijke-hygienevoorschriften-bij-bereiding-behandeling-levensmiddelen>

 

# S.D.G.