Bepaalde chemische conserveermiddelen kampen met een negatief gezondheidsimago. Er is een trend om ze te vervangen door ‘natuurlijke’ alternatieven of ze zelfs volledig weg te laten. Maar hoever kunnen voedingsbedrijven hierin gaan?
Organische zuren
Organische zuren worden frequent gebruikt bij conservering van levensmiddelen ofwel via directe toevoeging (vb. azijnzuur in pickles en mayonaise) ofwel via microbiologische fermentatieprocessen (vb. vorming van melkzuur in yoghurt en kaas). De antimicrobiële werking is voornamelijk gebaseerd op het verlagen van de pH van de waterfase van voedingsproducten, waardoor microbiële groei gelimiteerd is.
Bepaalde zwakke organische zuren (azijnzuur, sorbaten, benzoaten en propionaten) penetreren bovendien in de ongedissocieerde vorm door de celmembraan van micro-organismen en komen in het cytoplasma terecht. In het cytoplasma veroorzaken ze een verzuring van de cel waardoor deze afsterft. De opgegeven zwakke zuren werken het best bij een pH lager dan 5 dus in levensmiddelen zoals yoghurt, margarine, sauzen, limonades, confituur, kaas.
Sorbaten en benzoaten zijn beide efficiënte conserveermiddelen tegen gisten en schimmels. Sommige gisten en schimmels zijn echter resistent geworden tegen sorbaten en benzoaten. Bepaalde bacteriën zijn bovendien in staat om deze componenten af te breken tot sensorisch onaanvaardbare componenten. Uit de microbiële afbraak van benzoaten zou zelfs het carcinogene benzeen gevormd kunnen worden. Door de afbraak gaat bovendien een deel van de antimicrobiële werking verloren.
De antimicrobiële werking van organische zuren hangt af van het type zuur, de concentratie, bewaartemperatuur, wateractiviteit, zoutgehalte, zuurstofconcentratie en vooral de pH waarde. Het geheel of gedeeltelijk vervangen van azijnzuur in pickles en mayonaise door citroenzuur of melkzuur verlaagt duidelijk de antimicrobiële werking van het conserveersysteem en zou best enkel toegepast worden op basis van experimentele bewijzen. In andere producten zoals vleesproducten kan melkzuur dan weer een betere conserveermiddel zijn en ook sensorisch meer aanvaardbaar.
Andere organische zuren zoals propionzuur, fumaarzuur, appelzuur, barnsteenzuur wijnsteenzuur worden beschouwd als GRAS (Generally Regarded as Safe) maar kennen minder toepassingen .
Nitriet, nitraat en sulfiet
Nitriet, nitraat en sulfiet kunnen in bepaalde producten met een eerder neutrale pH gebruikt worden. Nitriet en nitraat hebben een inhiberende werking t.o.v. pathogenen, in het bijzonder t.o.v. Clostridium botulinum. Deze componenten kunnen echter in het lichaam met bepaalde aminen reageren en carcinogene nitrosaminen vormen. Nitriet en nitraat worden enkel toegelaten in kaas en vleeswaren. Sulfiet kan dan weer bepaalde vitaminen zoals vitamine B en vitamine E onwerkzaam maken en is niet toegestaan in producten waarin deze vitaminen van nature veel voorkomen zoals vis, meel en zuivelproducten. Het gebruik van sulfiet is wel toegelaten in fruitproducten, sappen, siropen, gedroogd fruit), aardappelproducten, bier en wijn.
‘Natuurlijke’ conserveermiddelen
In de zoektocht naar alternatieve ‘natuurlijke’ conserveermiddelen (‘clean label’) worden plantenextracten actief bestudeerd door verschillende onderzoeksgroepen. Antimicrobiële componenten kunnen afkomstig zijn uit de oliefractie van bladeren (bv rozemarijn en salie), bloemen en bloemknoppen (bv kruidnagel), knollen (bv look en ui) , fruit (peper, cardamon) of andere delen van de plant. Verschillende componenten in deze planten kunnen verantwoordelijk zijn voor de antimicrobiële werking (fenolen, terpenen, alifatische alcoholen, aldehyden, ketonen, isoflavonoiden, …). Deze componenten kunnen de metabolietproductie of de groei van micro-organismen inhiberen. De werking is gelinkt met het natuurlijk afweersysteem van planten tegen pathogene micro-organismen. Op dit moment zijn al meer dan 1000 planten gekend als mogelijke bronnen van antimicrobiële componenten.
De antimicrobiële werking van plantencomponenten, aangetoond op laboschaal , blijkt niet altijd even efficiënt in echte voedingsproducten. Factoren zoals temperatuur, pH, de aanwezigheid van vetten, proteïnen en mineralen kunnen de antimicrobiële werking in negatieve zin beïnvloeden. Soms moeten ook grote concentraties gebruikt worden die op hun beurt de sensorische eigenschappen van het product beïnvloeden. Uit verschillende rapporten blijkt echter dat microbieel bederf gereduceerd kan worden met lagere concentraties ‘natuurlijke’ antimicrobiële componenten wanneer deze gecombineerd worden met bv een pH aanpassing of temperatuurbehandeling (combinatietechnologie).
Naast planten produceren ook bacteriën antimicrobiële componenten (bacteriocinen). Nisine wordt geproduceerd door bepaalde melkzuurbacteriën en is het krachtigste gekende bacteriocine tegen gram-positieve bacteriën. De component behoudt de antimicrobiële werking na pasteurisatie en sterilisatie maar is slechts in bepaalde voedingsproducten zoals conserven, kaas en wijn toegelaten. De werking wordt sterk beïnvloed door de voedingsmatrix. Nisine werkt bv beter in homogene vloeistoffen dan in heterogene systemen of vaste stoffen. Andere factoren die een rol spelen zijn pH, zoutconcentratie, nitriet en nitraatgehalte, vetgehalte, proteolytische activiteit…. Natamycine is een schimmel dodend middel afkomstig van Streptomyces natalensis. Het gebruik ervan is strikt beperkt tot de buitenkant van vleeswaren, meer bepaald worstenvellen, en kaaskorst..
Ook enzymen kunnen een antimicrobiële werking hebben. Een voorbeeld is lysosyme dat geïsoleerd wordt uit het wit van eieren en wordt toegepast in de kaasindustrie en bij het conserveren van kruiden. Er bestaan eveneens virussen (bacteriofagen) met antimicrobiële werking zoals de bacteriofaag Listex P-100 en er wordt geëvalueerd of bepaalde micro-organismen ingezet kunnen worden als protectieve cultuur.
