Uusimpia tuloksia makuvirhetutkimuksessa

Johdanto

Makuvirheet
Geosmiini (GSM) ja 2-metyyli-isoborneoli (MIB) yleisimmät makuvirheitä aiheuttavat yhdisteet. Lisäksi runsaasti muita: Mm. puisevaa, pihkaista (β-karyofylleeni, α-humuleeni, β-ionooni), mätää (aldehydit, 2-nonenal), metallista tai polttoainemaista (aromaattiset hiilivedyt), 4-etyylioktaanihappo (vuohimainen), p-kresoli (hevostallimainen), skatoli (ulostemainen) muistuttavaa hajua/makua.

Mikrobien metaboliatuotteet, mutta myös rehuperäiset yhdisteet saattavat aiheuttaa makuvirhettä. Raskasmetallit (Cu, Zn, Cd, Pb) saattavat välillisesti vaikuttaa makuvirheisiin: varastoinnissa kiihdyttävät rasvahappojen hapettumista.

Makuvirheet muodostuvat vesistöissä kesällä (lämpötila, hidas virtaus, auringon valo). Alhaisempi muodostuminen kun veden lämpötila on alle 20-astetta.

Vain 0.001%1% kokonaismikrobimäärästä tuottaa geosmiinia kiertovesiympäristössä --> Kulkeutuminen kalaan kidusten, ihon ja ruoansulatuskanavan kautta.

Makuvirheiden havaitseminen
Havainnointiraja vaihtelee lajeittain. Esimerkiksi havainnointiraja kirjolohella: GSM 0.9 μg/kg & MIB 0.7 μg/kg. Yhdisteet kertyvät helpommin rasvaiseen kalaan, mutta korkeampi rasvapitoisuus nostaa havainnointirajaa. Äskettäin tehdyssä tutkimuksessa on todettu, että makuvirheet voivat aiheuttaa ihmisillä päänsärkyä,stressiä ja vatsavaivoja.

Havainnointirajoja (GSM & MIB) eri kalalajeille:



Kalojen raikastus
Usein riittää 6-15 vrk puhtaassa vedessä, pitempikin aika voi olla tarpeen (lajikohtaiset erot suuriakin). Raikastusaikaan vaikuttaa muun muassa: kalan koko, rasvapitoisuus, virtausnopeus/ uintinopeus, veden vaihto, pitoisuudet vedessä ja
kalassa. Veden h
appipitoisuudella ei ole vaikutusta raikastusaikaan.

Raikastuksessa veden lämpötilalla tärkeä rooli kalan aineenvaihdunnan nopeus. Lipofiiliset makuvirheet poistuvat raikastuksessa passiivisesti diffuusiolla kidusten ja osittain ihonkin kautta.

Poolisemmat metaboliitit poistuvat maksan ja munuaisten kautta ulosteina. GSM & MIB-pitoisuudet pidettävä alle 10 ng/L raikastusvedessä.


Merilohia raikastuksessa (Kuva: Steve Summerfelt)

Makuvirheanalytiikka Luonnonvarakeskuksessa:



Makuvirheiden poistaminen - hapettamiseen perustuva menetelmä (AOP)

AOP (Advanced O
xidation Processes)
:
  • Perustuvat hydroksyyliradikaalin hapetustehoon
  • Fysikaaliset menetelmät kavitaatioon
  • Valokemialliset UV-säteilyyn --> Absorboituu orgaaniseen materiaaliin
  • AOP mahdollinen myös UV+ Cl2 tai HClO tai ClO --> Ei klooriyhdisteitä RAS:iin
  • Monet menetelmät alun perin juomaveden valmistuksesta --> RAS:n kiintoaine tuo haasteita

eAOP:
  • AOP GSM ja MIB poistoon, annostelu raikastukseen
  • Koelajina lohi (Salmo salar)
  • Spiikattu GSM, MIB 100 ng/L
  • UV/H2O2 (eAOP®, Exciton Advanced Oxidation Process) reaktori --> Fotokatalyysi,UV-fotolyysi, elektrolyysi, UV/ H2O2
  • ExcitonClean: Reaktorissa valoaktiiviset metallielektrodit pinnoitettu nanopinnoitteella, katodi+ UV (254 nm)
    --> Katalyytin korkeaenergiset elektronit hapettevat orgaanista materiaalia, muodostuu OH-radikaaleja
  • Raikastus lyhenee 10 vuorokaudesta 5 vuorokauteen
  • Säästää vettä ja lyhentää raikastuksen kestoa
  • Pienentää kustannuksia arviolta $0.12-$0.22 per kalakilo


Koe 1 makuvirheiden vähentämiseksi (hapetukseen perustuva)
  • Koe Laukaan laitoksella keväällä 2021
  • 10 RAS-yksikköä
  • Otsonin ja vetyperoksidin annostelu
  • O3 0.4 mg/L
  • O3 0.8 mg/L
  • H2O2 0.15 μl/L
  • AOP: O3 0.4 mg/L + H2O2 0.10 μl/L
  • Kontrolli -



Tuloksia kokeesta 1:




Koe 2 makuvirheiden vähentämiseksi (hapetukseen perustuva)
  • Koe Laukaan laitoksella keväällä 2022
  • 9 RAS-yksikköä
  • Yksiköihin O3ja H2O2annostelu
  • H2O2 1.2 μg/L H2O2
  • AOP 0.6 μg/L H2O2+1.2 mg/L O3
  • Kontrolli
  • Annostelu 8h/pv, ei viikonloppuisin



Tuloksia kokeesta 2:






Yhteenveto
  • Edelleen raikastus on tärkeä ja menetelmät sen tehostamiseksi --> lyhyempi raikastusaika, kustannusten minimointi
  • Kiinnostavia ja lupaavia tuloksia mm. AOP-menetelmillä
  • Tuloveden hyvä laatu ja laadun seuranta (myös kesäkaudella)
  • Jäännösrehun minimointi, rehun koostumus GSM tuottavien mikrobien vähentämiseksi systeemissä
  • Huomioitava myös muut yhdisteet kuin GSM --> lukuisia vaihtoehtoja, mitä yhdisteitä valitaan seurantaan?

Lähteet ja lisää aiheesta:
Uusimpia tuloksia makuvirhetutkimuksessa 2022_Petra.pdf