artikel

Versheid, houdbaarheid en bederf

Algemeen

Bederfindicators, zoals lekdetectors en tijd/temperatuurindicators, zeggen net als de THT iets over de houdbaarheid van een verpakt product. Eigenlijk is er behoefte aan een echte versheidindicator die de actuele status van het product weergeeft. Zowel technologisch als qua wetgeving is dat moeilijk te realiseren. TNO doet een gooi met een sensor voor microbiologische groei.

Voorverpakte levensmiddelen zijn verplicht voorzien van een THT-datum. Die is in de meeste gevallen gebaseerd op ervaring en/of houdbaarheidsmodellen onder normale bewaarcondities, uitgaande van standaardkwaliteit ingrediënten c.q. startproducten en een inerte verpakking en een zekere veiligheidsmarge. Maar verschillende omstandigheden zullen de uitgangspunten en daarmee de werkelijke houdbaarheidstermijn beïnvloeden. Een indruk van de echte versheid van het product zonder de verpakking te openen, zou dus handig zijn.

Er is al het een en ander ontwikkeld op dit terrein. Zo kan de gassamenstelling in MAP-verpakkingen worden bewaakt door zogenaamde lekindicators en kan de temperatuurgeschiedenis bij gekoelde producten worden afgelezen door zogenaamde Time Temperature Indicators (TTI’s). In beide gevallen gaat het om een indirecte maat voor de houdbaarheid van het levensmiddel. De inertheid van een verpakking of de cumulatieve blootstelling aan (verhoogde) temperaturen wordt geregistreerd. Deze indicators zeggen niets over de werkelijke status van het product, dat al besmet zou kunnen zijn vóór verpakking.

Complex
Voor alle bederf- en versheidindicators geldt dat ze moeten voldoen aan de wetgeving op het gebied van voedselcontactmaterialen en binnenkort ook aan de nieuwe richtlijn voor actieve en intelligente verpakkingen. Belangrijkste eisen zijn dat het verpakkingssysteem de gezondheid niet in gevaar brengt, geen onacceptabele verandering teweegbrengt in de productsamenstelling of organoleptische eigenschappen, en de consument niet mag misleiden.

Tijd/temperatuurindicators (TTI’s) zitten aan de buitenkant van de verpakking en komen niet in contact met het product, maar lekindicators en versheidindicators zitten binnenin de verpakking, komen dus wel in contact met het levensmiddel en moeten daarom aan strengere veiligheidseisen voldoen.

Het is niet alleen complex om voor een versheidindicator een wettelijke ‘food approval’ te verkrijgen, maar ook technisch is dit soort indicators het moeilijkst realiseerbaar. Gaat het bij TTI’s en lekindicators nog om het meten van een eenvoudige fysische grootheid (temperatuur) of een concentratie van chemisch eenvoudige gassen, bij een versheidindicator wordt een kenmerkende al dan niet gasvormige verbinding gemeten die vaak het gevolg is van een complexe microbiologische en/of chemische activiteit in het voedingsmiddel. Geen wonder dus dat tot nu toe alleen TTI’s en lekindicators al commercieel worden toegepast, en versheidindicators nog niet.

Werk in uitvoering
Op dit moment zijn versheidindicators nog vooral ‘werk in uitvoering’. Zo ontwikkelt de Jenkins-groep een rijpheidindicator voor fruit, is CoxRecorders bezig met een FreshTag voor vis en werkt VTT aan een H2S indicator voor gevogelte. Bij TNO is een indicator voor microbiologische groei (figuur 1) in ontwikkeling.

De sensor is bedoeld om, zonder de verpakking te hoeven openen, te bepalen of de steriele producten in gesloten aseptische verpakkingen (nog) werkelijk steriel zijn of toch (na)besmet met micro-organismen. De indicator van TNO werd in eerste instantie ontwikkeld voor steriele weefselkweek van planten, maar bleek zo generiek dat de meeste micro-organismen na een initiële groeiperiode kunnen worden gedetecteerd. De technologie is goedkoop, eenvoudig en flexibel toe te passen. Daarbij valt te denken aan fluorescentiedetectie met een meetinstrument voor automatische detectie bij de productielijn, maar ook een visuele kleurdetectie met kleurstoffen voor voeding.

Werking
De ontwikkelde en gepatenteerde technologie [2] is gebaseerd op het induceren van extracellulaire enzymen, zoals proteasen en amylasen, in combinatie met een niet-invasieve detectie van hetzij enzymactiviteit hetzij de vrijgekomen metabole producten. Hierbij wordt een cumulatief (tijdgeïntegreerd) detectieprincipe gebruikt waardoor reeds na een paar dagen een lage startbesmetting te detecteren is, zelfs nadat de micro-organismen al zijn afgestorven. Voor een aantal toepassingen is de werking al gedemonstreerd. Daarbij is de indicator in de vorm van een dot of een lijn aan de binnenkant van de verpakking of container aangebracht. Hiervoor zijn verschillende fluorescente indicators beschikbaar die zo zijn gekozen dat ze ongevoelig zijn voor pH-veranderingen en foto-bleaching.

Figuur 2 geeft het sensorsignaal, vertaald naar (in dit geval) een cumulatieve protease-activiteit, weer voor een lage startbesmetting met verschillende micro-organismen in een kweekmedium bij kamertemperatuur voor steriele plantenkweek in de tijd. Hoewel de gevoeligheid voor de diverse micro-organismen verschillend is, laat deze figuur het generieke karakter van de methode zien. Het sensorsignaal wordt verkregen door de indicatorcoating, die in de binnenkant van de verpakking is aangebracht, te bestralen en de daaruit voortvloeiende fluorescentie te detecteren (figuur 3a).

Beperkingen elimineren
De methode is helaas nog niet generiek toepasbaar voor alle media en alle micro-organismen. In figuur 3b is dit goed te zien: een Aspergillus Niger-besmetting in twee verschillende vloeibare media levert een sterk verschillende protease-activiteit op in beide media. Een ander voorbeeld is een micrococcus, een slecht groeiend en moeilijk te bepalen organisme in zuivel. Een significant signaalverschil kon met deze methode pas na 15 dagen bij kamertemperatuur worden gemeten.

Om de methode betrouwbaarder te maken en mediumbeperkingen te elimineren wordt gewerkt aan indicators op basis van andere groei-enzymen. Verder wordt geprobeerd de methode meer kwantitatief te maken.

Reageer op dit artikel