USA:n antimikrobipinnoitteet yleistyvät ja kehittyvät kovaa vauhtia

Kasvanut elintarviketeollisuuden kiinnostus antimikrobipinnoitteita kohtaan tarkasteltuna Covid-19-pandemian kannalta.

Koronapandemian myötä teollisuudenalat, joille turvallisuus erilaisia mikrobeja vastaan on erityisen tärkeää, ovat osoittaneet ennennäkemätöntä kiinnostusta antimikrobipinnoitteita ja niiden erilaisia käyttösovelluksia kohtaan. Tästä kertoo valtava määrä erilaisia aiheeseen liittyviä tieteellisiä, teollisia sekä valtion sääntelyyn liittyviä artikkeleita, joita on julkaistu vuodesta 2020 eteenpäin. Huomattava kasvu on myös nähty suojapinnoitteita kehittävien, valmistavien sekä myyvien yritysten määrässä. Antimikrobipinnoitteita käytetään elintarviketeollisuudessa lähinnä ruoan prosessoinnissa, maitotuotteissa ja suuren mittakaavan tuotannossa sekä myöskin tähän teollisuuteen tarvittavissa välineissä ja säilytysastioissa.

Antimikrobipäällysteitä on viime aikoina alettu käyttämään myös einesruokien pakkauksissa. Lainsäätäjät ovat nähneet, miten antimikrobipäällysteet sekä antimikrobipinnat ovat yleistyneet ruokien vähittäiskaupassa. Näitä tuotteita käytetään niin yleisissä kuin tuotantotiloissakin tavanomaisten hygieniakäytäntöjen lisänä, vaikkei ohjeistusta tai taustatietoja usein ole paljoa saatavilla tuoteselosteiden lisäksi.

Näiden uusien tuotteiden, sekä niiden käytännön sovellutusten ymmärtämiseksi on parasta käydä hieman läpi resursseja niihin liittyen. Kaikilla antimikrobipinnoitteilla ja -pinnoilla on joitakin yhteisiä ominaisuuksia. Ruoan tai siihen liittyvien sovellutusten kanssa käytössä on vielä erityisiä sääntelyvaatimuksia sekä piirteitä. Näiden tuotteiden markkinoiden nykyisiä ja tulevaisuuden eteenpäin viejiä käsitellään laajasti heinäkuussa 2020 julkaistussa artikkelissa (Tiwari, Atul. ”A Guide to Antimicrobial Coatings.” Paint & Coatings Industry. heinäkuu 2020).

Antimikrobipinnoitteiden kehitys

Yksinkertaisuudessaan antimikrobipinnoite tarkoittaa päällystettä, joka laitetaan pinnan päälle pysäyttämään tai hillitsemään tauteja aiheuttavien mikro-organismien sekä allergeenien lisääntymistä ja leviämistä. Pinnan kestävyyden, ulkoasun, ruostumisen eston ja puhdistusmahdollisuuksien lisäksi nämä pinnoitteet ja pinnat pystyvät myös suojaamaan haitallisilta tauteja aiheuttavilta mikrobeilta. Antimikrobipinnoitteet vähentävät tarvetta karkeammalle puhdistukselle sekä pesuaineiden ja desinfiointiaineiden käytölle. Pinnat valmistetaan usein kyllästämällä materiaalit torjunta-aineilla, jotka päästetään tuhoamaan mikrobeja. Yleisimpiin antimikrobipinnoitteiden materiaaleihin kuuluvat muun muassa isotiatsolinonikäsittelyt, pyritionisinkki, hopea, kupari sekä kvaternaariset ammoniumyhdisteet. Antimikrobipolymeerit ovat uusi desinfiointiaineiden ryhmä, joita voidaan käyttää jopa vaihtoehtona antibiooteille joissakin tapauksissa, kuten implanteissa, kun mikrobien kasvua täytyy rajoittaa anaerobisessa tai vähähappisessa ympäristössä. Nyt odotetaan, että pinnoitteita tullaan käyttämään myös pinnoilla, joilla käsitellään ruokia. Kattava katsaus antimikrobisiin polymeeripäällysteisiin, pintojen muotoiluun ja kemiaan, monoliittisiin pinnoitteisiin sekä polymeereistä tehtyihin komposiittimateriaaleihin on esitetty lokakuussa 2020 julkaistussa artikkelissa (Pinho, Ana C. and Ana P. Piedade. "Polymeric Coatings with Antimicrobial Activity: A Short Review." Polymers 12 (2020): 2469. https://www.mdpi.com/2073-4360/12/11/2469).

Pinnoitteiden sääntely

Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto EPA vaatii valmistajilta, että antimikrobipinnoitteiden on tuhottava vähintäänkin 99,9% valituista mikrobeista, kuten tautienaiheuttajista, jotta tuotteen myyminen sallitaan. Valitettavasti maassa ei ole yhtä tiettyä testiä (niin kuin esimerkiksi desinfiointiaineille on), jolla antimikrobipinnoitteiden tehokkuutta mitattaisiin. Kansainvälinen standardisoimisjärjestö ASTM International, amerikkalainen tekstiilialan kemistien järjestö AATCC, japanilainen standardisointijärjestö JIS sekä kansainvälinen standardisointijärjestö ISO ovat kehittäneet lukuisia testimetodeja, joilla mitataan antimikrobipinnoitteiden toimivuutta mikrobien lisääntymistä ja selviämistä vastaan. Näistä EPA suosittelee biofilmien leviämisen mittaamiseen kahta testausmetodia:

• ASTM E3161-18: ”Standard Practice for Preparing a Pseudomonas aeruginosa or Staphylococcus aureus Biofilm using the CDC Biofilm Reactor”
• ASTM E2871-19: ”Standard Test Method for Determining Disinfectant Efficacy against Biofilm Grown in the CDC Biofilm Reactor using the Single Tube Method.”

Tämänhetkinen EPA:n sääntely ei salli näiden tuotteiden myymistä, jos niiden vaikutukselle ei ole todennettua näyttöä, kuten taudin leviämisen estoa. Vastuu tehokkuusväitteiden todentamisesta on ostajalla. Lisäksi antimikrobiaineiden tietovaatimuksissaan EPA linjaa, että jos ruoasta löytyy pinnoista tulleita torjunta-aineiden jäämiä 0,02% tai vähemmän, on valmistajan annettava määrättyä dataa torjunta-aineiden käytöstä, kun pinnoitteita käytetään elintarvikkeiden käsittelyssä. Jos jäämiä on enemmän kuin 0,02%, tarvitaan lisädataa riippuen muista olosuhteista, kuten testituloksista. 0,02 prosentin raja perustuu arvioituun päivittäiseen ravinnon määrään eikä jäämien määrään yksittäisessä elintarvikepakkauksessa. USA:n ruoka- ja lääkevirasto FDA käyttää myös samaa laskentatapaa. FDA on sisällyttänyt vuoden 2002 linjaukseensa vaatimukset turvallisuudesta sekä kattavasta toksikologisesta profiilista: turvallisuustestaussuositukset ruokaan koskeviin kappaleisiin sekä rakenteellisten samanlaisuuksien testaaminen tunnettujen TOXICANTS kanssa.

Edellä mainittujen lisäksi on myös kaksi toimivaa turvallisuusstandardia. Niistä ensimmäinen on NSF/ANSI 2 (2019): Food Equipment. Tämä standardi määrittää minimivaatimukset ruoan turvalle sekä sanitaatiolle prosessointivälineiden materiaalien, designin, tuotantoprosessin, valmistamisen sekä toiminnan suhteen. Standardi ei käsittele antimikrobipinnoitteita, mutta määrää säännöt kulmien ja nurkkien pehmeydelle; kiinnikkeiden, salpojen ja saranoiden käytölle sekä eri sanitaatiokomponenttien puhdistusmahdollisuuksille. Neljännessä lisäyksessään standardi antaa ohjeet tilojen suunnittelulle (ruokatilat, SPLASH ZONES sekä tilat joissa ei käsitellä ruokaa), jotta elintarviketuottajat tietäisivät paremmin missä antimikrobipinnoitteet ovat kaikkein tehokkaimpia ja taloudellisimpia.

Toinen standardi on NSF/ANSI 51 (2019): Food Equipment Materials. Tämä standardi kattaa muoviset materiaalit ja komponentit, joita käytetään elintarviketeollisuuden välineissä, ja määrittää erityisen tarkasti metalleista ja orgaanisista aineista tehdyt pinnoitteet, sekä antaa yleiset ohjeet elintarvikkeiden kanssa kontaktissa olevien spesifien materiaalien ja tuotteiden muotoiluun. Se myös määrittää testimetodit, hyväksymiskriteerit, tulkinnan sekä viittaukset muihin pinnoitestandardeihin. Molemmat turvallisuusstandardit ovat koko ajan lainsäätäjien saatavilla.

Antimikrobipinnoitteiden tulevaisuus

Viime aikoina on tehty huomattavaa tutkimusta antibakteeri- ja kiinnittymisenestopinnoitteiden kehittämiseksi, jotta niitä voitaisiin soveltaa elintarviketeollisuuteen, kuten ruoan käsittelyyn ja pakkaamiseen. Elintarviketuotannon monimutkaisuuden sekä yhä uusien taudinaiheuttajien, kuten Listeria monocytogenes -bakteerin myötä nämä haitallisia mikrobeja torjuvat tekniikat voivat vähentää huonon ruoan aiheuttamia vaivoja sekä ruokahävikkiä.

Antimikrobipinnoitteita kehittävän, valmistavan ja markkinoivan teollisuuden kautta on niin käyttäjille kuin lainsäätäjillekin kehitettävä kollektiivisesti sovellutustaulukkoja, joilla arvioidaan näiden tuotteiden turvallisuutta ja elinkaarta teollisten standardien kannalta; saatettava näiden tuotteiden käyttö yhteen terveysviranomaisten koodistojen kanssa sekä opittava niiden hyvistä puolista sekä haasteista samaan tapaan kuin tehdään nykyisissäkin puhdistusmenetelmissä. Ja onneksi tälläkin hetkellä netissä on tarjolla valtavasti tietoa valistuneiden päätösten tekemiseksi antimikrobipinnoitteita valittaessa ja käytettäessä.

Lähde: reuters, pwnewswire