Jak vypadá aflatoxin?

Kukuřice, nejproduktivnější obilnina na světě a základní součást stravy třetiny světové populace, je citlivá na přírodní jed aflatoxin. Podle odhadů WHO je tato látka celosvětově zodpovědná za více než 155 tisíc případů rakoviny jater ročně. Celosvětově kvůli tomu trpí zakrněním 160 milionů dětí. Produkt švýcarské technologické firmy Bühler, LumoVision, je optický systém třídění kukuřice založený na důkazech. Umožňuje přesné zpracování, které snižuje riziko kontaminace aflatoxiny a zároveň snižuje plýtvání potravinami a obchodní riziko.

Hlavní hrozba pro potravinovou bezpečnost

Aflatoxin, produkovaný houbovými póry plísní, je bezbarvý a bez zápachu, což ztěžuje jeho detekci. Pouhá 2 silně kontaminovaná zrna z 10 tisíc mohou proměnit celou dávku v nebezpečnou. Identifikace a eliminace aflatoxinem kontaminovaných zrn je velkou výzvou. Použité metody čištění jsou nepřesné, což znamená, že mnoho tun dobrého zrna je vyhozeno spolu s kontaminovaným obilím, zatímco některé kontaminované obilí může ještě proklouznout.

Aflatoxin patří do skupiny přírodních jedů známých jako mykotoxiny. Všechny mykotoxiny představují hrozbu pro lidské zdraví, ale největší riziko představuje aflatoxin. S kukuřicí je spojeno pět typů aflatoxinů: B1, B2, G1, G2 a M1. Mezi nimi je B1 považován za nejtoxičtější. Aflatoxin je produkován kmeny hub: Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Aspergillus klíčí nejlépe v horkých, vlhkých podmínkách nebo ve skladech obilí s vysokou vlhkostí.

Rostliny, které zažily extrémní povětrnostní podmínky, jako je sucho nebo napadení hmyzem, jsou náchylnější k houbovým infekcím. Aflatoxin byl nalezen také v jiných obilných plodinách, ale kukuřice je základní potravinou pro miliony lidí v subsaharské Africe, jihovýchodní Asii a Latinské Americe, kteří jsou vůči kontaminaci nejzranitelnější.

V roce 2015 Světová zdravotnická organizace potvrdila, že aflatoxin je nejnebezpečnější chemickou látkou, která ohrožuje bezpečnost potravin. Podle zprávy Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny je 0,5 miliardy lidí v rozvojových zemích po celý život ohroženo chronickým vystavením aflatoxinům. Stejná zpráva zjistila souvislost mezi otravou aflatoxiny a zastavením růstu u dětí.

Kontaminanty obilí a jejich kontrola

V zemích, které se spoléhají na stravu založenou na kukuřici, jsou děti pravidelně vystavovány jedu prostřednictvím jídla, které jedí, nebo jako kojenci prostřednictvím mateřského mléka. Aflatoxin M1 je méně toxická forma aflatoxinu B1, která se může přenášet na člověka mlékem skotu krmeného kontaminovanou kukuřicí. Tento aflatoxin byl navíc nalezen v játrech a vejcích kuřat, která se živila kontaminovaným obilím.

Současná regulace a řízení

Většina zemí má legislativu, která stanovuje maximální přípustné množství mykotoxinů, konkrétně obsah aflatoxinů v potravinách. V Evropské unii se pohybují od 2 ppb v potravinách pro dospělé a 0,1 ppb v cereálních potravinách pro děti až po 10 ppb v Keni. Limit pro aflatoxin M1 v mléce se pohybuje od 0,05 ppb v Evropě do 0,5 ppb v USA.

Aflatoxin je jediný mykotoxin, který má přijatelné hladiny také v krmivu pro zvířata. V EU se tento limit pohybuje od 5 do 20 dílů na miliardu. V jiných regionech se limity krmiv pohybují od 20 ppb pro dojný skot do 300 ppb pro skot.

Aflatoxin spolu s jeho pokračující zdravotní hrozbou představuje vážné obchodní riziko pro zemědělce, obchodníky a výrobce potravin, protože moderní technologie mohou snížit hladinu toxinů o 60–90 % s celkovým snížením výnosů o 5–25 %. Riziko navíc roste, protože změna klimatu způsobuje zvýšení teplot ve více regionech. Případy již byly hlášeny v Srbsku, Itálii, Španělsku a Maďarsku.

Čištění zrn je naprostou nutností

Bez konzistentního viditelného rozdílu mezi kontaminovanými a normálními zrny je jediným způsobem, jak si být naprosto jistý, poslat vzorek do laboratoře k analýze. Tento proces je časově náročný a také komplikovaný tím, že se aflatoxin objevuje v různých oblastech nerovnoměrně. Vzorky bobů odebrané z různých naložených částí nákladního vozu budou vykazovat vysoce nekonzistentní hodnoty. Díky tomu je i po laboratorním vyšetření vysoká pravděpodobnost, že kontaminovaná zrna nebudou detekována.

LumoVision: Inovativní řešení

Bühler pracuje na řešeních pro snížení aflatoxinu od jeho prvního objevení v 1960. letech minulého století. Současné rozhodnutí vychází ze zjištění, která byla poprvé učiněna v 1970. letech XNUMX. století, že jasně zelenožlutá fluorescence je přímo spojena s kontaminací kukuřice aflatoxiny. Od té doby začala Organizace pro výživu a zemědělství doporučovat fluorescenci jako předpokládaný test na přítomnost aflatoxinu v kukuřici. Avšak pouze s využitím současných technologií a inovací bylo možné vyvinout systém a aplikovat tento test při rychlostech průmyslového zpracování.

Inženýři společnosti Bühler dokázali vyvinout třídicí stroj, který dokáže detekovat a správně identifikovat při průmyslové rychlosti přesný rozdíl v barvě mezi kontaminovanými a zdravými zrny. Pomocí vysoce citlivých kamer a výkonného LED ultrafialového systému bylo možné zaměřit specifickou zelenou barvu spojenou s přítomností aflatoxinu.

V roce 2017 byl do upraveného třídiče začleněn nový systém osvětlení a video dohledu a instalován pro testování v průmyslovém závodě na zpracování kukuřice. Po úpravách byl nový systém schopen trvale snižovat úrovně kontaminace aflatoxiny v průměru o 85-90 % s méně než 5% ztrátou výnosu.

Kromě toho Microsoft vyvíjí cloudovou digitální službu, která bude sloužit k predikci rizika kontaminace konkrétní šarže kukuřice v reálném čase. Data shromážděná kamerou o každém zrnu budou kombinována s obecnějšími údaji o riziku spojeném s konkrétní šarží, což umožní stroji vyhodnotit celkovou úroveň hrozby kontaminace a automaticky zastavit proces a zahájit třídění.

Pokud je skóre rizika obzvláště vysoké, klient obdrží varování, které mu umožní přijmout další opatření. Pokud je velké množství kukuřice hodnoceno jako čisté a celková míra rizika je zanedbatelná, stroj se může rozhodnout, že je bezpečné třídění pozastavit. Jakmile stroj znovu identifikuje přítomnost aflatoxinu v produktu nebo vysokou úroveň rizika, třídění se automaticky obnoví. Rozhodování probíhá na principu méně než 100 ms „na zrno“ při průmyslové výrobě 10-15 tun za hodinu.

Díky novému cloudovému systému společnosti Microsoft, který nepřetržitě monitoruje tok produktů a vyhodnocuje rizika, jsou ztráty plodin sníženy téměř na nulu a zároveň je zajištěna bezpečnost konečného produktu.

Zlepšení potravinové bezpečnosti a snížení ekonomických rizik

LumoVision poskytuje významné zlepšení oproti předchozím systémům a umožňuje přesné zpracování, které snižuje riziko kontaminace aflatoxiny a zároveň snižuje plýtvání potravinami a obchodní riziko. Použití tohoto systému by mělo vést k konzistentnějšímu čisticímu výkonu a snížení ztrát spojených se současnými čisticími procesy. Bühler spolupracuje s různými partnery na dalším testování a ověřování technologie pro kukuřici a další obilniny.

Aflatoxin je komplexní problém, který žádný hráč v hodnotovém řetězci nedokáže vyřešit sám. Jak roste světová populace a mění se ekonomické a environmentální podmínky, dodržování zásad potravinářského průmyslu již není jen záležitostí společenské odpovědnosti firem – je nyní také klíčem k úspěšnému podnikání. LumoVision je pouze jednou z inovativních digitálních služeb, které v současnosti vyvíjí společnost Bühler společně s technologickým partnerem Microsoft, aby se vypořádala s výše uvedenými výzvami.