Uudet menetelmät elintarviketurvallisuuden parantamiseksi - esiselvitystyö

Abstract

Elintarviketurvallisuus -esiselvitys koostui viranomais- ja teollisuuskatsauksista sekä teknologiaselvityksestä. Teollisuusselvityksessä kartoitettiin 14 kotimaisesta elintarviketuotantolaitoksesta tarpeet määrittää vierasesineitä, vierasaineita tai laadullisia tekijöitä online-tekniikalla tulevaisuudessa. Tuotantolaitoksiin sisältyi liha-, kala-, meijeri-, mylly-, lastenruoka-, makeis-, kahvi-, kastike- sekä perunanjalostusteollisuutta. Teknologiaosuudessa selvitettiin hankkeen alussa valikoituneen XRF- eli röntgenfluoresenssi-menetelmän soveltuvuutta vierasainehavainnointiin teollisuudessa. Lisäksi tutkittiin ns. laitealustakonseptia (platform), jossa saman laitekokonaisuuden ympärillä voitaisiin joustavasti koota erilaisia, kunkin elintarviketuottajan tarpeet huomioivia mittalaiteyksiköitä. Kaikilla elintarviketuotantolaitoksilla oli halukkuutta ja tarvetta tehostaa omavalvontaa jollakin tasolla reaaliaikaiseen mittaukseen. Yleisimmät mittauksen kohteet olivat tuotantolaitoksissa hyvin samantyyppisiä, vaikka kullakin alalla oli omat erityispiirteensä. Tärkeimmät tarpeet tehostaa omavalvontaa online-tekniikalla olivat vierasesineet, mikrobiologinen laatu sekä pakkausten tarkistaminen. Mikrobiologista laatua vaarantavista tekijöistä oleellisimpina pidettiin patogeenejä: kampylobakteeria, Salmonella-, EHEC- ja Listeria monocytogenes -bakteereita. Kartoituksessa ilmeni, ettei elintarvikkeessa olevia vierasesineitä nähdä riittävän tarkasti nykytekniikalla, varsinkaan heterogeenisista matriiseista. Valmiista elintarvikepakkauksista sen sijaan halutaan tarkistaa reaaliaikaisella valvonnalla etenkin saumausten pitävyys sekä pakkausten oikeellisuus. Teknologisessa selvityksessä osoittautui, että alkuaineita havainnoivan XRF-teknologian käyttö elintarviketeollisuuden vierasainevalvonnassa ei ole mielekästä puutteellisen herkkyyden johdosta. Sen sijaan erilaisten vierasainevalvontalaitteiden yhdistäminen yhteen laitealustakonseptiin olisi järkevää. Tällöin perusajatuksena on elintarvikkeiden eri tarkastusmenetelmien yhdistäminen yhteiseen laitemekaniikkaan, tietojenkäsittelyjärjestelmään ja automaatiojärjestelmään. Selvitystyön tuloksena määritettiin viisi tärkeintä suunnitteluperiaatetta laitealusta-ajatukseen perustuvilla laitteille. Vierasesinetunnistukseen on laiteanalytiikkaa kaupallisesti tarjolla monipuolisesti, ja oletettavasti tällä taholla tehdään jatkuvaa tuotekehittelytyötä asian korjaamiseksi. Mikrobiologisessa laadunvarmistuksessa perinteisistä ja hitaista patogeenien määritysmenetelmistä halutaan päästä teollisuutta paremmin palveleviin määrityksiin. Nopeampien, mutta riittävän herkkien patogeenimääritys-menetelmien kehittämiseen tulee keskittyä tulevaisuudessa entistä enemmän.

New Methods for Improving Food Safety - Prestudy This food safety prestudy included a review of authority control regulations, food production industrial requirements and a technology evaluation. The industrial requirements were approached by conducting visits and interviews to 14 domestic foodstuff production sites covering various meat, fish, dairy, grain, baby food, confectionery, coffee, dressing and potato products. ProducersŽ future needs in on-line detection of foreign objects, foreign substances or other quality factors were studied in detail. At the preparatory phase of the project X-ray fluorescence (XRF) had been selected as a promising candidate method for detecting foreign substances in food products. Applicability of XRF was evaluated by comparing commercially available equipment. As a further task, a Machine Platform concept was investigated in order to assess whether it would be technologically feasible to construct an inspection machine frame that would allow flexible integration or various measurement modules into one machine entity. This would enable adaptation to the different needs encountered at the various foodstuff production lines within the industry. It appeared that all foodstuff producers have willingness and need to streamline the self-monitoring towards on-line measurement, at least at some level. The measurement needs and targets were very similar at the various productions sites although each foodstuff industry section had its unique and specific characteristics. Self-monitoring by on-line measurements was found to be most important for detection of foreign objects, microbiological quality and possible packaging problems of the foodstuff products. Pathogenic, bacterial contaminants, such as Salmonella, Campylobacter, Escherichia coli and Listeria monocytogenes were found to be most severe problems affecting microbiological quality of foodstuff products. The industrial study showed that the presently available inspection technology cannot detect foreign objects at the required accuracy, especially in case of heterogeneous products. Real time, on-line verification of airtight seams and general packing quality are most important aspects in case of inspection of completed, already packaged foodstuff products. The technological part of the prestudy revealed that the use of XRF technology for detection of foreign substances in food products is not feasible due to insufficient sensitivity and too high detection limit. XRF may be used for detection of some of the harmful elements in foodstuff, but not at the level of accuracy needed. However, it was concluded that it would highly feasible to integrate several foreign substance measurement functions or modules into one Machine Platform. This would enable use of shared mechanical structures, data acquisition system and automation system for various foodstuff inspection methods and sensors. As a result of this part of the study, five of the most important design principles were defined for an inspection machine utilizing the Platform approach. A large variety of foodstuff inspection equipment is currently commercially available, and it is assumed that all manufacturers constantly develop such equipment further to overcome the shortages in inspection of more heterogeneous products. In the area of microbiological quality control, there is a clear will and trend towards faster and possibly on-line adaptable inspection methods which would serve better the needs of the foodstuff industry. Presently applied, traditional and slow methods are not anymore sufficient. It is obvious that considerable efforts should be put in developing faster and adequately sensitive methods for detection of pathogenic contaminants of the foodstuff products.