Tuorevihannesten tuotantoketjun tavoitteena turvallinen tuote : Tuorevihannesten hygienia: raaka-aineet, tuotteet, vesi ja jätteet - TUOVI -hankkeen loppuraportti

Abstract

Hankkeen tavoitteena oli parantaa kotimaisen vihannestuotannon toimintaedellytyksiä vihannesraaka-aineen sekä lopputuotteen laatua parantamalla, prosesseja kehittämällä sekä ympäristövaikutuksia vähentämällä. Hankkeessa kehitettiin tuorevihannesten, erityisesti porkkanan ja salaatin, tuotantoketjua; viljelyä, raaka-aineen laatua, prosessointia, prosessivesien ja ilman käsittelyä ja kylmäketjua varastoinnin ja kuljetuksen aikana. Tavoitteena oli tuorevihannestuotteiden mikrobiologisen turvallisuuden varmistaminen. Hankkeessa tutkittiin erilaisia menetelmiä tuorevihannesten hygieniatason nostamiseksi. Lisäksi hankkeessa tutkittiin myös vihannesten prosessoinnista aiheutuvia ympäristövaikutuksia. Viljelyosiossa testattiin porkkananmustamätätestiä ja tehtiin lannoituskokeita. Porkkananmustamätätesti soveltuu peltomaiden vertailuun porkkananmustamätäsienen aiheuttaman tuotantoriskin arvioimiseksi. Testi kertoo suuntaa antavasti peltomaissa olevasta taudinaiheuttajasienen määrästä. Testin tuloksista ei suoraan pystytä arvioimaan varastoitavassa sadossa esiintyvän taudin määrää, mutta tulosten perusteella pystytään tiedostamaan suurimman ja pienimmän tautipaineen omaavat peltomaat. Porkkanatiloilla tehdyissä lannoituskokeissa tutkittiin kalsiumin ja kaliumin lisäämisen vaikutuksia sadon säilyvyyteen. Kalsiumkokeissa ei pystytty lannoituksella vaikuttamaan porkkanan kalsiumpitoisuuteen eikä säilyvyyteen. Tarkasteltaessa koko koeaineistoa havaittiin kuitenkin yhteys porkkanan sisältämän kalsiumin määrän ja säilyvyyden välillä. Etenkin vuoden 2009 aineistossa porkkanaerät, joiden sisältämä kalsiumin määrä oli korkeampi, säilyivät varastossa paremmin kuin erät, joissa kalsiumpitoisuus oli matalampi. Vuoden 2010 aineistossa hajontaa oli enemmän. Koeaineiston porkkanoiden pilaantuminen johtui valtaosin mustamätäsienestä. Tulokset vahvistivat olettamusta kalsiumin positiivisesta vaikutuksesta kasvin vastustuskykyyn. Vaikka lannoituksella on vaikea merkittävästi vaikuttaa porkkanan kalsiumpitoisuuteen, viljelijöiden tulee pyrkiä pitämään porkkanan kalsiuminotto runsaana huolehtimalla mm. pellon hyvästä vesitaloudesta. Kaliumlannoituskokeissa sen sijaan pystyttiin vaikuttamaan porkkanan kaliumpitoisuuteen. Jokaisessa kokeessa porkkanoiden kaliumpitoisuus nousi maassa olevan kaliumin määrän lisääntyessä. Kaliumpitoisuudella näyttäisi olevan vaikutusta porkkanan säilyvyyteen. Vuoden 2009 aineistossa, jolloin koe tehtiin vain yhdellä koepaikalla, lisätty kaliumlannoitus heikensi säilyvyyttä, mikä tulos oli vastoin odotuksia. Vuoden 2010 kokeissa erot lannoituskäsittelyiden välillä olivat pieniä. Kaliumlannoituksen merkitys sadon säilyvyyden kannalta edellyttää vielä lisätutkimuksia. Hankkeessa selvitettiin kasvisten prosessointiyritysten hygieniatasoa hygieniakartoituksin sekä näyt-teidenotolla raaka-aineesta, tuotteista ja prosessivesistä. Hygieniakartoituksissa havaittiin, että erityisesti erilaisten laitteiden ja pintojen puhdistettavuuteen sekä tuotantotilojen säännölliseen ja perusteelliseen puhdistukseen sekä desinfiointiin tulisi kiinnittää huomiota. Kartoituksissa todettiin myös, että hygieniataso vaihteli yritysten välillä. Korkeimmat keskimääräiset kokonaismikrobien, hiivojen, enterobakteerien ja ß-glukuronidaasipositiivisten bakteerien määrät todettiin vuonna 2009 koneiden ja laitteiden pinnoilta. Vuonna 2012 keskimääräiset kokonaismikrobien, hiivojen, enterobakteerien ja ß-glukuronidaasi-positiivisten bakteerien määrät olivat kaikissa mittauskohteissa alemmat kuin aiemmin tehdyissä kartoituksissa ainoina poikkeuksina kuljetinhihnojen enterobakteerien ja ß-glukuronidaasipositiivisten bakteerien tulokset, jotka olivat vuonna 2012 vuoden 2009 tasoa. Korkeat keskimääräiset ATP-arvot, jotka ku-vaavat eloperäisen lian määrää pinnoilla, todettiin vuonna 2009 koneiden ja pakkausten pinnoilta sekä pinnoilta, jotka eivät olleet tuotteen kanssa kosketuksissa. Pakkausten korkea keskiarvotulos johtui puisten laatikoiden korkeasta ATP-arvosta. Vuonna 2012 koneiden keskiarvotulokset olivat parantuneet. Hajonnat olivat osin hyvin suuret. ATP-bioluminesenssimenetelmä on hyvin herkkä, joten pienetkin erot pintojen eloperäisessä likaantumisessa tulevat esille. Vuonna 2009 puisten varastointilaatikoiden ja vuonna 2012 saavien muovihuppujen muista tuloksista poikkeavan korkeat ATP-arvot vaikuttivat keskiarvotuloksiin. ATP-mittauksia tehtiin vähemmän kuin mikrobiologisia mittauksia. Ilman mikrobien kokonaismäärä mitattiin eri tiloissa. Vuoden 2009 keskiarvotulokset olivat välivarastoa lukuun ottamatta 103 pmy/m3 ja 1460 pmy/m3 välillä, vuonna 2012 tulokset olivat hyvin samankaltaiset, 100 pmy/m3 ja 1211 pmy/m3 välillä. Kaikkien tilojen keskiarvotulokset olivat korkeampia kuin APHA:n (the American Public Health Association) mukaan on elintarviketuotantotiloihin suosittelema aerobisten mikrobien korkein kokonaismäärä, enintään 90 pmy/m3, käytettäessä ilman mikrobikeräintekniikkaa (Sveum ym. 1992, ref. Salustiano ym. 2003). Erot kasvisraaka-aineen mikrobimäärissä olivat suuria. Mikrobimäärät pestyssä kuorimattomassa porkkanassa olivat korkeampia kuin pestyssä ja kuoritussa. Koliformisten bakteerien ja enterobakteerien määrä kasvoi hieman prosessoinnin aikana. E. coli -bakteeria ei löytynyt raaka-aineesta eikä tuotteista. Hiivojen määrä oli alhaisin pestyssä porkkanassa ja korkein porkkanaraasteessa. Pestyn ja silputun jäävuorisalaatin kokonaismikrobimäärä oli vähän korkeampi kuin porkkanalla. Tutkituista näytteistä ei todettu tautia-aiheuttavaa Yersiniaa. Yersinia pseudotuberculosista ei todettu raaka-aine-, tuote- eikä vesinäytteistä. Y.enterocoliticaa todettiin yleisesti pestystä porkkanasta, pestystä ja kuoritusta porkkanasta, pestystä, kuoritusta ja pilkotusta porkkanasta sekä kasvisten pesu- ja jätevesistä. Jäävuorisalaatista ja valkokaalista sitä ei todettu. Hankkeessa testattiin prosessivesien käsittelymenetelmiä: klooridioksidi, elektrolysoitu vesi, UV sekä orgaaniset hapot. Kasvisten huuhteluvesissä on liuennutta ja myös kiinteää orgaanista ainetta, mikä heikentää käsittelymenetelmien tehoa. Käsittelyjen jälkeen tehtiin aistinvaraiset arvioinnit. Jätevesinäytteitä otettiin kesällä 2009 ja keväällä 2011 neljästä laitoksesta: kolmelta pesulinjalta, kolmesta kuorimosta sekä yhdestä laitoksesta, jossa silputaan kasviksia ja tehdään salaattisekoituksia. Juureskuorimolta tulevien jätevesien keskeiset kuormitustekijät ovat orgaaninen aines ja kiintoaine. Jätevesikuormituksen pienentämisessä tärkeää on biologinen hapenkulutuksen eli orgaanisen aineksen vähentäminen. Tehdyn selvityksen mukaan yli 90 % BOD7- kuormasta syntyy kuorinnassa. Huuhtelu- ja pesuvedet laimentavat kuorinnasta tulevia vesiä. Hankkeessa selvitettiin jätevesien mikrobiologista laatua. Jätevesille ei ole mikrobiologisia käsittelyvaatimuksia.

The aim of this study was to develop the production of fresh-cut vegetables, mainly carrots and lettuce. The main focuses were on the quality of raw material, processing, disinfection techniques and process water management. The areas investigated included microbial cultivation tests, process and water hy-giene, raw material and e.g. wastewater tests. Methods that will enable growers to produce high-quality carrots were developed in the cultivation part of the project. A test method was developed for detecting the most harmful carrot spoiling microbe, Mycocentrospora acerina, originating from the soil and using carrot as well as many common weeds as a host. A long storage period gives a chance for the spoiling microbes to damage the yield. Furthermore, there are no fungicides against M. acerina. In an earlier study, a simple system was developed for exam-ining the amount of M. acerina in soil samples by using carrot slices as trapping agents. In the present study, we further developed the test system for use by growers. The second aim of the cultivation work was to establish the most favourable nutritional conditions in carrot cultivation by testing calcium and potassium fertilization in field experiments. In earlier studies it has been shown that the amount of damaged carrots in storage varies greatly between storage batches and between years. It has also been observed that nutrients available to the plants during the growing season have an effect on the storage quality of carrots. The results of the present study will be useful both for the growers and the vegetable processing industry alike. Microbiological safety of the processing of carrots and lettuces was evaluated in six processing plants. Surface and environmental samples were taken from the plants after cleaning of the processing devices and surfaces, together with raw material, process water and product samples. The levels of air and surface hygiene in the vegetable processing factories were determined with different hygiene monitoring methods. The counts of total aerobic bacteria on surfaces were measured using Hygicult® TPC contact plates (dipslides). Enterobacteriaceae were sampled similarly using Hygicult® E contact plates, and yeasts and moulds using Hygicult® Y&F contact plates. ATP bioluminescence was measured luminometrically with a HY-LiTE®2 equipment. The number of microbes in air was measured with an MAS-100 sampler. The counts of microbes in process water, raw materials and finished products were analysed. The highest mean counts of total aerobic bacteria, yeasts, enterobacteria and ?-glucuronidase-positive bacteria were detected on machines such as cutters, peeling machines etc. The highest mean value of ATP was detected on packages, and this value was greatly affected by the high values detected on wooden boxes. Most of the bacterial counts measured were unacceptable when using the selected general surface hygiene guidelines as criteria. However, when the survey was repeated in another year, it was observed that the results had improved somewhat. In addition, the microbiological quality of finished products analysed was at an acceptable level according to the evaluation criteria used in Finnish food laboratories. Based on the results, practical recommendations and suggestions to improve process hygiene were presented to the management groups of the factories. The results will also be used as a basis for further studies focusing on several hygiene aspects throughout the production chain of fresh-cut vegetables. Large amounts of washing water are used in fresh-cut processing. The use of chlorine is not permitted in Finland for decontamination of washing waters of vegetables. Interest in recycling of process washing water has increased the need for using sanitizers to reduce microbial populations in water. Some organic acids may be used as processing aids. The antimicrobial effects of electrolyzed water, chlorine dioxide, UV, and organic acids on some tested microbes were analysed. The effect of each treatment depended on the concentration of the test solution and the contact time. The efficiency of water treatment depends on the content of organic matter in the waste water. Wastewater samples were taken in summer 2009 and in spring 2011 from four vegetable processing plants. The essential loading factors of wastewaters from vegetable peeling are organic matter and dry matter. It is important in the decreasing of wastewater loading to decrease the biological oxygen demand or the amount of organic matter in water. About 90 % of the organic loading originates from peeling, whereas washing and rinsing waters dilute waters coming from the processing plant. The microbial quality of wastewaters was also examined. There were no official microbial standards for wastewater treatment.