Listeria monocytogenes -patogeenin tunnistusmenetelmiä elintarviketuotannossa

Elintarvikkeet ovat sairautta aiheuttavien mikrobien, kuten bakteerien ja virusten merkittäviä tartuntalähteitä. Erityisesti eläinten ja ihmisten välillä tarttuvat zoonoottiset bakteerit, kuten Campylobacter jejuni, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes ja Escherichia coli O157:H7 sekä muut shigatoksiinia tuottavat E.coli -kannat ja Vibrio spp., ovat aiheuttaneet eniten elintarvikevälitteisiä epidemioita kahdenkymmenen viime vuoden aikana. Epidemioiden uhka kasvaa, kun kansainvälinen elintarvikekauppa lisääntyy, ruokailutottumukset muuttuvat ja tuotanto keskittyy yhä suurempiin laitoksiin. Elintarviketurvallisuuden kannalta on tärkeää havaita terveysvaarat nopeasti ja reagoida niihin jo elintarvikkeiden tuotantovaiheessa. Elintarvikepatogeenien mikrobiologiset testit ovat merkittävässä roolissa ruokaketjun turvallisuuden varmistamisessa. Perinteiset viralliset määritysmenetelmät ovat kuitenkin työläitä, ja tuloksen saamiseen voi kulua jopa viikko bakteerilajista riippuen. Siksi viljelymenetelmien rinnalle on kehitetty immunologiaan ja molekyylibiologiaan perustuvia pikamenetelmiä. Vaikka itse määritystulos saadaan minuuteissa tai tunneissa, tarvitaan edelleen jonkinasteisia aikaa vieviä näytteen esikäsittely- ja rikastusvaiheita. L. monocytogenes on patogeeni, joka voi elää useissa isäntäeliöissä ja elinympäristöissä. Se voi aiheuttaa vakavan sairauden, listerioosin, joka on neljänneksi yleisin elintarvikeperäinen tauti Suomessa. L. monocytogenes voi esiintyä kypsentämättömissä ja prosessoiduissa elintarvikkeissa, jotka ovat kontaminoituneet prosessoinnissa tai sen jälkeen. Patogeeni sietää pH- ja suolaääriolosuhteita ja lisääntyy jääkaappilämpötilassa, hapellisissa ja hapettomissa olosuhteissa. Elintarviketuotannolle ongelmallinen bakteeri edellyttääkin valvontaa ruokaketjussa. Tässä tarkastellaan elintarvikediagnostiikassa käytettyjä L. monocytogenes -bakteerin osoitusmenetelmiä, erityisesti viljelymenetelmille vaihtoehtoisia pikamenetelmiä, joiden soveltuvuutta on tutkittu kontaminoituneilla elintarvikenäytteillä. Virallisesti validoitujen kaupallisten menetelmien lisäksi esimerkkejä on koottu kirjallisuudesta. Tavoitteena on esittää yhteenveto nopeista (< 2 vrk) menetelmistä L. monocytogenes -bakteerien havaitsemiseksi. Lopuksi kerrotaan lyhyesti elintarviketeollisuuden käyttämistä tunnistusmenetelmistäFood is an important source of microbes, such as bacteria and viruses that causes foodborne diseases. Particularly zoonotic bacteria, such as Campylobacter jejuni, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 and other shiga-toxin producing E. coli –strains, and Vibrio spp. are the pathogens that have caused the majority of food borne diseases during the last twenty years. Microbial pathogen tests have an important role in assuring food safety in the food chain. However, traditional official methods are laborious and time-consuming. Therefore, immunology and molecular biology based rapid methods have been developed in order to get results quickly. Although the detection result is achieved in hours or even in minutes, pre-analytical sample processing is still needed to some extend. L. monocytogenes is a pathogen that is able to live and survive in different host animals and environments. It can cause a severe illness, called listeriosis which is among the four main food borne illnesses in Finland. L. monocytogenes can befound in uncooked and processed food that is contaminated during or after processing. The pathogen can tolerate a wide range of pH and salt content. Additionally, it can multiply in refrigerate temperature and in anaerobic and aerobic conditions. For these reasons, this challenging bacterium has to be monitored in the food chain. In this article, the analysis methods for L. monocytogenes are reviewed. In particular, the focus is in alternative rapid methods by which the results can be obtained in < 2 days and that have been tested with contaminated food items. Both officially validated tests and selected examples described in the literature will be presented. Additionally, the analysis methods used in food industry will be discussed briefly

Rehua perunan käsittelyssä ja juustonvalmistuksessa syntyvistä sivujakeista

Perunan käsittelyssä ja juustonvalmistuksessa syntyvien sivujakeiden hyödyntämisessä rehuksi on tehostamisen varaa. Viljaa ja usein kalliita valkuaisrehuja korvaaville rehukomponenteille on kysyntää erityisesti sikataloudessa. Sivujakeiden hyödyntämiseen tarvitaan uusia vaihtoehtoja, kuten kustannustehokkaita säilöntämenetelmiä. Esimerkiksi perunan sivuvirtojen käyttö sikojen rehuksi edellyttää prosessointia, jotta haitta-aineet saadaan poistettua, rehuaineiden koostumus optimoitua ja säilyvyyttä parannettua. Tämä raportti sisältää kirjallisuuskatsauksen perunan ja sen jalostusprosesseissa syntyneiden sivujakeiden, kuten perunapulpan ja perunarehun sekä juustoheran käyttökelpoisuudesta ja rehuarvoa parantavista käsittelymenetelmistä sikojen, siipikarjan ja turkiseläinten ravitsemuksessa. Raportissa esitetään myös tulokset sivujakeiden fermentointitestauksista, jotka toteutettiin laboratorio- ja pilot -mittakaavassa. Kirjallisuuden perusteella monilla perunan sivujakeilla olisi käyttömahdollisuuksia erityisesti sikojen, mutta myös siipikarjan ruokinnassa. Bioprosessointi, kuten hallittu fermentointi mikrobien avul-la, voisi parantaa säilyvyyttä ja rehuarvoa. Omien testausten perusteella maitohappobakteerikantojen lisääminen sivujakeisiin ja niiden seoksiin näyttäisi nopeuttavan pH: n laskua ja hidastavan sokeri-pitoisuuden pienenemistä viiden päivän säilönnän aikana. Mikrobiymppien vaikutus liemirehun tärkkelys- ja valkuaispitoisuuteen oli vähäinen. Mikrobiymppien käytön kannalta olisi eduksi, jos liemien kuiva-ainepitoisuutta pystyttäisiin vakioimaan. Selvitys on osa Perunajäte arvotuotteiksi -hanketta. Hanketta koordinoi Oulun yliopisto ja osatoteuttajana oli Luonnonvarakeskus. Hankkeen päärahoittajana oli Pohjois-Pohjanmaan liitto, Euroopan aluekehitysrahastosta (EAKR), Kestävää kasvua ja työtä 2014–2020 Suomen rakennerahasto-ohjelmasta. Osarahoittajina olivat BioGTS Oy, Vaalan Juustola Oy, Jahotec Oy ja Tyrnävän kunta.201

Ruokahävikin vähentäminen Pohjois-Pohjanmaalla

Ylijäämäelintarvikkeiden hyödyntäminen osana kiertotaloutta (YLIKE) -hankkeen (1/2017-4/2019) tavoitteena oli selvittää elintarvikealan jakeluketjun, ravitsemispalveluiden (julkisten keittiöiden ja yksityisten ravintoloiden) ruokahävikin määrää Pohjois-Pohjanmaalla. Lisäksi hankkeessa tarkasteltiin ylijäämäelintarvikkeiden ja ylijäämäaterioiden hyödyntämismahdollisuuksia, ja aktivoitiin alan toimijoita näkemään ruokahävikin mahdollisuudet ja ottamaan käyttöön erilaisia toimintatapoja ylijäämäelintarvikkeiden hyödyntämiseen liittyen. Hanke sai rahoituksen Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahastosta Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksen kautta, ja sen toteuttivat Luonnonvarakeskus (Luke) ja Maaseudun Sivistysliitto R.Y. Hankkeessa toteutettiin kyselyitä, haastatteluja, hävikinmittausjaksoja ja vuorovaikutteisia tilaisuuksia, ja niiden kautta selvitettiin muun muassa ruokahävikin määrää, laatua ja alkuperää sekä ylijäämäelintarvikkeiden hyödyntämis- ja hävittämistapoja ja toimijoiden kiinnostusta erilaisiin hyödyntämismahdollisuuksiin. Ravitsemispalveluiden viikon mittaisissa hävikinmittausjaksoissa (syksyllä 2017 ja keväällä 2018) oli mukana 8–11 keittiötä. Mittausjaksojen välissä järjestettiin hävikkikampanjoita keittiöhenkilökunnalle sekä ruokapalveluiden asiakkaille. Perustason ruokahävikkiä syntyi keittiöissä 7–35 % valmistetusta määrästä, mikä oli valtakunnan keskitason (20 %) molemmin puolin. Suhteellisesti suurin osa ruokahävikistä muodostui tarjoilusta jääneestä ruoasta. Hankkeessa tavoiteltiin 30 %:n vähennystä hävikkiin lähtötasosta, mihin kolmessa koulukeittiössä päästiin. Yhdessä koulukeittiössä ja yhdessä lounasravintolassa hävikki väheni jonkin verran, mutta vähentämistavoitetta ei saavutettu. Yhdessä koulukeittiössä ja yhdessä liikenneravintolassa hävikin määrässä ei sen sijaan ollut juurikaan muutoksia, koulukeittiössä hävikki oli kuitenkin lähtötasoltaan jo suhteellisen alhainen. Yhdessä koulukeittiössä oli siirrytty ensimmäisen mittausjakson jälkeen hyödyntämään valmistuskeittiöstä tulevaa ruokaa, mikä oli puolestaan kasvattanut hävikin määrää jonkin verran. Myös yhdessä lounasruokalassa hävikin kokonaismäärä nousi, vaikka hävikinvähentämistoimien kohdehävikit olivat pienentyneet. Kauppojen osalta selvitettiin erityisesti ruokahävikin syitä, hallintaa ja olemassa olevia hyviä käytäntöjä. Kaupanalan toimijoille tehtiin yhteensä 10 haastattelua talvella 2018. Mukana oli toimijoita neljästä eri ketjusta. Suurimpia syitä hävikille olivat vastaajien mukaan muun muassa tuoretuotteiden laajat valikoimat, tilausten ennakoinnin haasteet sekä henkilökunnan ammattitaito ja motivaatio. Hävikkiä oli kuitenkin viime vuosina onnistuttu vähentämään merkittävästi muun muassa alennusten aikaistamisen ja lisäämisen sekä aukioloaikojen vapautumisen myötä. Olemassa olevina hyvinä käytäntöinä mainittiin esimerkiksi työntekijöiden kouluttaminen ja tuotteiden hyödyntäminen hyvissä ajoin kaupan sisällä esimerkiksi kaupan omassa ravintolassa tai tuoretiskillä. Ulkopuolisen tahon tekemälle hävikkiohjeistukselle ei nähty tarvetta, joten YLIKE-hankkeessa ei hankesuunnitelmasta poiketen tuotettu kaupoille suunnattua hävikkiopasta. Kauppojen ja ravitsemispalveluiden ruokahävikin vähentämismahdollisuuksia arvioitiin tiedonkeruussa saadun aineiston perusteella. Ylijäämäelintarvikkeiden erilaisista hyödyntämismahdollisuuksista muodostettiin toimintamalleja eri kohderyhmille, ja parhaat käytännöt ravitsemispalveluiden osalta koottiin yhteen hävikkioppaaksi (Korhonen ym. 2019).201

Effects of production history and gibberellic acid on seed potatoes

201

Hyönteistuotteita erikoismarkkinoille: Lemmikkieläinten ruuat hyönteisalan kasvun mahdollistajana

Tämän raportin tarkoituksena on selvittää hyönteisten käytön mahdollisuuksia osana lemmikkieläinten ruokintaa. Lemmikkieläinten ruuat muodostavat monipuolisen ja kasvavan markkinan, joka mahdollistaa etenemisen pienemmän tuotantovolyymin ja korkeamman hintatason erikoistuotteista kohti isomman tuotantovolyymin hintakilpailtuja massatuotteita. Tämä kasvureitti tarjoaa kotimaiselle hyönteisalalle mahdollisuuden markkinoiden rakentamiseen ja sitä kautta tuotantokapasiteetin kasvattamiseen verrattain pienellä taloudellisella riskillä. Hyönteiset ovat potentiaalinen raaka-aine monien lemmikkieläinlajien ruokatuotteisiin. Laajan lajikirjon vuoksi hyönteisten ravintoarvopitoisuudet eroavat toisistaan huomattavastikin, mutta yleisesti voidaan sanoa, että niiden proteiinipitoisuus on korkea ja rasvahappokoostumus tasapainoinen. Lemmikkieläinten ruokatuotteita suunniteltaessa onkin tunnettava tarkkaan kohde-eläinlajin ravintoainetarpeet ja niiden saatavuus hyönteisistä. Tämä koskee erityisesti niitä kohde-eläinlajeja, joille hyönteiset eivät ole luontaista ravintoa. Lainsäädäntö mahdollistaa laajan hyönteislajikirjon hyödyntämisen lisäksi eroteltujen hyönteisproteiini- ja -rasvajakeiden käytön lemmikkieläinten ruuissa, joten tuotteen aminohappo- ja rasvakoostumusta voidaan optimoida vastaamaan kohde-eläimen ravintoainetarpeita. Kokonaisina käytettyjen hyönteisten ravintoainesisältöjä voidaan myös parantaa panostamalla rehuhyönteisten ruokintaan, ja täysrehujen ravintoainekoostumusta voidaan muokata muista lähteistä saatavien ravintoainelisien avulla. Suurin osa suomalaisista lemmikkieläinten ruokia valmistavista toimijoista suhtautuu myönteisesti tai neutraalisti hyönteisraaka-aineen käyttöön tuotteidensa raaka-aineena. Käyttöönoton tueksi alan toimijat tarvitsevat kuitenkin tutkimustietoa muun muassa hyönteisten soveltuvuudesta eri lemmikkieläinlajien ravinnoksi, hyönteisraaka-aineen ominaisuuksista ja erilaisista riskeistä tuotanto- ja varastointiprosesseissa, hyönteisraaka-aineen pitkän aikavälin saatavuudesta ja hintatasosta sekä hyönteispohjaisten lemmikkieläinten ruokien kysynnän kehittymisestä. Tutkimustiedon lisäksi hyönteisraaka-aineen tuottajat tarvitsevat tuotantokapasiteetin kasvattamisen ja tuotantokustannusten alenemisen mahdollistavia automaatio-, rehustus- ja kasvatusalustaratkaisuja. Lisäksi tuottajien tulee pystyä vastaamaan raaka-aineostajien laadunvarmistukseen liittyviin vaatimuksiin, jotta loppukuluttajalle voidaan osoittaa koko tuotantoketjun turvallinen ja laadukas toiminta. Tämä raportti on laadittu osana Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahaston (maaseuturahaston) päärahoittamien Tiedolla hyönteisalan tulevaisuuteen- (Hämeen ELY-keskus) ja MiniEines – Hyönteisistä einestä ja euroja (Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus) -hankkeiden toimenpiteitä.202

Resource assessment for potato biorefinery : side stream potential in Northern Ostrobothnia

201

Development of Microbial Analysis – Faster Detection and Business Opportunities

FMA Fast Microbial Analysis project was funded by TEKES, decision numbers 40173/13, 40174/13 and 40175/13Foodborne diseases represent a serious public health issue. For example in the USA it is estimated that the total economic impact is $50 to$80 billion annually in health care costs, lost productivity, and diminished quality of life (Byrd-Bredbenner et al. 2013). For this reason, food safety authorities around the world have realized the need for a strict regulatory framework, including an exhaustive food testing regime. In the European Union (EU) the Comission regulation (EC) No 2073/2005 on microbiological criteria for foodstuffs has been established for food pathogens including Listeria monocytogenes. According to the regulation the manufactures and other food business operators are responsible for the production and delivery of safe food. The follow up will be carried out by self-monitoring methods. Conventional methods are often sensitive, but extremely time-consuming. Depending on the target microorganism, it may take from several days to over two weeks to obtain a fully confirmed positive test result (Velusamy et al. 2010). In present food business this timescale is too long. Because of that Fast Microbe Analysis (FMA) solution was developed in this project. The target of microbiological part of the study was to shorten the lag phase time in L. monocytogenes enrichment procedure and determine the selectivity of growth media combined with IMS. It was clearly seen that it is really difficult to make remarkable improvements in shortening the lag phase time. The selectivity of growth media combined with immunomagnetic separation concluded that, the developed method is applicable in Listeria spp. detection, but not specific for L. monocytogenes detection. By combining surface enhanced Raman spectroscopic (SERS) detection with the sample concentration the detection limit of 104 CFU/ml was obtained. SERS was based on the hybrid nanoparticle and corrugated substrate configuration, while immunomagnetic bead separation and hydrophobic surfaces were utilized to concentrate samples. Business research in FMA project included indetification of market opportunities for developed FMA solution, identification of the food safety business ecosystem and the related possible ecosystem business model for the developed solution. Business opportunities for FMA solution in other industries were also analyzed.201

Real-time monitoring of non-specific toxicity using a Saccharomyces cerevisiae reporter system

Baker's yeast, Saccharomyces cerevisiae, is the simplest and most well-known representative of eukaryotic cells and thus a convenient model organism for evaluating toxic effects in human cells and tissues. Yeast cell sensors are easy to maintain with short generation times, which makes the analytical method of assessing antifungal toxicity cheap and less-time consuming. In this work, the toxicity of test compounds was assessed in bioassays based on bioluminescence inhibition and on traditional growth inhibition on agar plates. The model organism in both tests was a modified S. cerevisiae sensor strain that produces light when provided with D-luciferin in an insect luciferase reporter gene activity assay. The bioluminescence assay showed toxic effects for yeast cell sensor of 5,6-benzoflavone, rapamycin, nystatin and cycloheximide at concentrations of nM to mu M. In addition, arsenic compounds, cadmium chloride, copper sulfate and lead acetate were shown to be potent non-specific inhibitors of the reporter organism described here. The results from a yeast agar diffusion assay correlated with the bioluminescence assay results.Baker's yeast, Saccharomyces cerevisiae, is the simplest and most well-known representative of eukaryotic cells and thus a convenient model organism for evaluating toxic effects in human cells and tissues. Yeast cell sensors are easy to maintain with short generation times, which makes the analytical method of assessing antifungal toxicity cheap and less-time consuming. In this work, the toxicity of test compounds was assessed in bioassays based on bioluminescence inhibition and on traditional growth inhibition on agar plates. The model organism in both tests was a modified S. cerevisiae sensor strain that produces light when provided with D-luciferin in an insect luciferase reporter gene activity assay. The bioluminescence assay showed toxic effects for yeast cell sensor of 5,6-benzoflavone, rapamycin, nystatin and cycloheximide at concentrations of nM to mu M. In addition, arsenic compounds, cadmium chloride, copper sulfate and lead acetate were shown to be potent non-specific inhibitors of the reporter organism described here. The results from a yeast agar diffusion assay correlated with the bioluminescence assay results.Baker's yeast, Saccharomyces cerevisiae, is the simplest and most well-known representative of eukaryotic cells and thus a convenient model organism for evaluating toxic effects in human cells and tissues. Yeast cell sensors are easy to maintain with short generation times, which makes the analytical method of assessing antifungal toxicity cheap and less-time consuming. In this work, the toxicity of test compounds was assessed in bioassays based on bioluminescence inhibition and on traditional growth inhibition on agar plates. The model organism in both tests was a modified S. cerevisiae sensor strain that produces light when provided with D-luciferin in an insect luciferase reporter gene activity assay. The bioluminescence assay showed toxic effects for yeast cell sensor of 5,6-benzoflavone, rapamycin, nystatin and cycloheximide at concentrations of nM to mu M. In addition, arsenic compounds, cadmium chloride, copper sulfate and lead acetate were shown to be potent non-specific inhibitors of the reporter organism described here. The results from a yeast agar diffusion assay correlated with the bioluminescence assay results.Peer reviewe

Lainsäädäntötarkastelulla ruokahävikkiä pienemmäksi – Lexfoodwaste -hanke

Ruokahävikin vähentäminen on olennainen osa kestävää ruokajärjestelmää ja se koskee koko ruokaketjua. Lainsäädännön kehittäminen ja byrokratian purkaminen hävikin minimoimiseksi on yksi merkittävä askel. Tässä tutkimuksessa on arvioitu nykyistä lainsäädäntöä siitä näkökulmasta, miten se tällä hetkellä mahdollisesti estää tai hankaloittaa ruokahävikin ennaltaehkäisemistä, ruokahävikin vähentämistä tai ruoan uudelleen jakamista. Tutkimuksessa tunnistettiin koko ruokaketjua läpileikkaavia lainsäädännön teemoja, joihin liittyvä lainsäädäntö aiheuttaa tarpeetonta ruokahävikkiä. Näitä ovat pakkausmerkintöihin ja säilytyslämpötiloihin liittyvät vaatimukset. Lisäksi havaittiin ruokaketjun eri osiin kohdistuvia lainsäädännöllisiä kehittämistarpeita seuraavasti: eläintuotannossa elintarvikeketjutietojen toimittamiseen liittyvät aikarajat, kasvituotannossa kauppakelpoisuusnormien laatuvaatimusten mukainen luokittelu, ravintolasektorilla tarjolla olleen ruoan myyntiin ja jäähdyttämismahdollisuuteen liittyvät määräykset sekä rehunkäytön osalta eläinten luokittelusta johtuvat rehunkäytön rajoitukset ja rehualan rekisteröitymisen vaatimukset. Lisäksi ei varsinaisesti lainsäädäntöön, mutta siihen läheisesti liittyvinä merkittävinä tekijöinä esille nostettiin päiväysmerkinnät, hätäteurastuksen ante mortem –tarkastuksen saavutettavuuden parantaminen sekä elintarviketurvallisuuden valvonnan yhdenmukaistaminen ja selkeyttämine

Effect of daily light integral treatments on free amino acids and sugars contributing flavor and acrylamide formation in potato tubers of Solanum tuberosum L.

To study the effect of photoperiodic conditions on the chemical composition of potato tubers, seven cultivars, grown under controlled conditions, were evaluated for the content of free amino acids (FAA) and sugars. The differences in these compounds may have an effect on the susceptibility of acrylamide formation during potato processing as well as on the flavor profile of potato products. Tubers were produced in growth chambers under two artificially induced photoperiods; 8 h light and 15 h light per day, resulting in conditions with two different daily light integral (DLI) levels. The photoperiodic treatments influenced the total FAA and free sugar contents and composition. Of the analyzed 19 FAAs, the concentrations of 14 FAAs were significantly lower in tubers exposed to the 15 h light period compared to 8 h light, whereas the glucose content was significantly higher. The total FAA concentrations were 15–46% lower and the glucose concentrations 6–64% higher in the seven cultivars exposed to the 15 h light conditions than in those grown in 8 h light