TERMICZNE METODY

UTRWALANIA ŻYWNOŚCI –

WADY I ZALETY

TERMICZNE METODY

UTRWALANIA ŻYWNOŚCI –

WADY I ZALETY

Justyna Kosińska

Biotechnologia

Wydział Nauk o Żywności

Plan Prezentacji

Plan Prezentacji

1. Cel Pracy
2. Cele utrwalania.
3. Zmiany zachodzące w żywności

podczas utrwalania.

4. Parametry określające wpływ

temperatury na drobnoustroje.

5. Podział termicznych metod

utrwalania żywności.

1. Cel Pracy
2. Cele utrwalania.
3. Zmiany zachodzące w żywności

podczas utrwalania.

4. Parametry określające wpływ

temperatury na drobnoustroje.

5. Podział termicznych metod

utrwalania żywności.

Cel Pracy

Cel Pracy

Porównanie termicznych metod

utrwalania żywności z

uwzględnieniem zmian

zachodzących w produktach pod

wpływem temperatury.

Porównanie termicznych metod

utrwalania żywności z

uwzględnieniem zmian

zachodzących w produktach pod

wpływem temperatury.

Utrwalanie

Utrwalanie

Wstrzymanie lub spowolnienie procesów

biochemicznych

Wstrzymanie lub spowolnienie procesów

biochemicznych

Zniszczenie lub usunięcie drobnoustrojów

oraz zabezpieczenie przed infekcją

(przypadkowym skażeniem żywności

drobnoustrojami chorobotwórczymi,

szkodliwymi pasożytami itp.)

Zniszczenie lub usunięcie drobnoustrojów

oraz zabezpieczenie przed infekcją

(przypadkowym skażeniem żywności

drobnoustrojami chorobotwórczymi,

szkodliwymi pasożytami itp.)

Wstrzymanie procesów chemicznych

Wstrzymanie procesów chemicznych

Z

m

ia

n

y

z

a

ch

o

d

zą

ce

w

ż

y

w

n

o

śc

i

p

o

d

w

p

ły

w

e

m

t

e

m

p

e

ra

tu

ry

Z

m

ia

n

y

z

a

ch

o

d

zą

ce

w

ż

y

w

n

o

śc

i

p

o

d

w

p

ły

w

e

m

t

e

m

p

e

ra

tu

ry

Chemiczne

Chemiczne

Mikrobiologiczne

Mikrobiologiczne

Rys 1. Podział zmian zachodzących w żywności pod wpływem
temperatury

Chemiczne

Chemiczne

• Enzymatyczne i nieenzymatyczne reakcje brązowienia

• Enzymatyczne i nieenzymatyczne reakcje brązowienia

• Niszczenie witamin

• Niszczenie witamin

• Niszczenie aminokwasów

• Niszczenie aminokwasów

• Utlenianie tłuszczów

• Utlenianie tłuszczów

• Niszczenie pigmentów np: karotenoid, flawonoidy

• Niszczenie pigmentów np: karotenoid, flawonoidy

• Rozwój niepożądanych cech smakowych

• Rozwój niepożądanych cech smakowych

• Niszczenie węglowodanów i protein

• Niszczenie węglowodanów i protein

• Retrogradacja skrobii

• Retrogradacja skrobii

Mikrobiologiczne

Mikrobiologiczne

Najważniejsze zmiany
mikrobiologiczne zachodzące w
żywności podczas termicznego
utrwalania to: inaktywacja komórek
wegetatywnych podczas pasteryzacji
oraz komórek wegetatywnych i
endospor podczas sterylizacji.

Najważniejsze zmiany
mikrobiologiczne zachodzące w
żywności podczas termicznego
utrwalania to: inaktywacja komórek
wegetatywnych podczas pasteryzacji
oraz komórek wegetatywnych i
endospor podczas sterylizacji.

Parametry opisujące wpływ

temperatury na drobnoustroje

Parametry opisujące wpływ

temperatury na drobnoustroje

Czas redukcji decymalnej (współczynnik

D)

Stała termicznego czasu śmierci

(współczynnik Z)
Współczynnik letalny
Czasowy współczynnik sterylizacji

(współczynnik F)

Czas redukcji decymalnej

Czas redukcji decymalnej

Rys. 2 Krzywa retencji żywych drobnoustrojów w danej
temperaturze ( M. Boruch, D. Król, 1993)

Stała termicznego czasu

śmierci

Stała termicznego czasu

śmierci

Rys. 3 Zmiana wartości odporności cieplnej drobnoustrojów
w zależności od temperatury (M. Boruch, D. Król, 1993)

Współczynnik letalny

Współczynnik letalny

Posługując się współczynnikiem z
wskaźnik śmiertelności można policzyć
ze wzoru:

Gdzie:
T- temperatura procesu
Tr- temperatura odniesienia (zazwyczaj
121,1ºC)

Posługując się współczynnikiem z
wskaźnik śmiertelności można policzyć
ze wzoru:

Gdzie:
T- temperatura procesu
Tr- temperatura odniesienia (zazwyczaj
121,1ºC)

•  

Przykład

Przykład

Proces prowadzono w 111,1ºC,
współczynnik z wynosi 10ºC a temperatura
odniesienia to 121,1ºC

Co oznacza że ogrzewanie danego produktu
w temperaturze 111,1ºC przez 1 min. Daje
taki sam efekt jak ogrzewanie tego
produktu w temperaturze 121,1ºC przez 0,1
min (B. Caballero i inni, 2003).

Proces prowadzono w 111,1ºC,
współczynnik z wynosi 10ºC a temperatura
odniesienia to 121,1ºC

Co oznacza że ogrzewanie danego produktu
w temperaturze 111,1ºC przez 1 min. Daje
taki sam efekt jak ogrzewanie tego
produktu w temperaturze 121,1ºC przez 0,1
min (B. Caballero i inni, 2003).

•  

Czasowy współczynnik sterylizacji

Czasowy współczynnik sterylizacji

Inaczej liczba sterylizacji to

współczynnik wyrażony w minutach

określający czas potrzebny do zabicia

przetrwalników do poziomu 1/dm

3

w

temperaturze 121,1ºC (M. Boruch, B.

Król, 1993).

Inaczej liczba sterylizacji to

współczynnik wyrażony w minutach

określający czas potrzebny do zabicia

przetrwalników do poziomu 1/dm

3

w

temperaturze 121,1ºC (M. Boruch, B.

Król, 1993).

Termiczne

metody

utrwalania

żywności

Termiczne

metody

utrwalania

żywności

Wysoka

temperatura

Wysoka

temperatura

Pasteryzacja

Pasteryzacja

Sterylizacja

Sterylizacja

Niska

temperatura

Niska

temperatura

Chłodzenie

Chłodzenie

Zamrażanie

Zamrażanie

Rys. 4 Podział termicznych metod utrwalania żywności

Pasteryzacja

Pasteryzacja

Pasteryzacja to proces obróbki cieplnej

stosowany w celu uniknięcia

zdrowotnych zagrożeń wynikających z

obecności w produkcie drobnoustrojów

chorobotwórczych z minimalizacją

chemicznych, fizycznych i

organoleptycznych zmian w produkcie.

(Definicja IDF)

Pasteryzacja to proces obróbki cieplnej

stosowany w celu uniknięcia

zdrowotnych zagrożeń wynikających z

obecności w produkcie drobnoustrojów

chorobotwórczych z minimalizacją

chemicznych, fizycznych i

organoleptycznych zmian w produkcie.

(Definicja IDF)

Pasteryzowane

produkty

Mleko

Mleko

Piwo

Piwo

Wino

Wino

Mięso

Mięso

Przetwory owocowe

Przetwory owocowe

Mikroorganizmy występujące w

mleku

Mikroorganizmy występujące w

mleku

Listeria monocytogenes

Salmonella spp.

Escherichia coli

Staphylococcus aureus

Brucella spp.

Rys. 1[1]

Rys. 2[2]

Rys. 3[3]

Rys. 4[4]

Rys. 5[5]

Mikroorganizmy występujące w

piwie

Mikroorganizmy występujące w

piwie

Lactobacillus

Pediococcus

Pectinatus

Megasphaera

Rys. 6[6]

Rys. 7[7]

Rys. 8[8]

Rys. 9[9]

Mikroorganizmy występujące w

przetworach owocowych

Mikroorganizmy występujące w

przetworach owocowych

Leuconostoc

mesenteroides

Bacillus subtilis

Clostridium butyricum

Bacillus cereus

Rys. 13[13]

Rys. 12[12]

Rys. 11[11]

Rys. 10[10]

Sposoby

Pasteryzacji

LTLT

HTST

Rys. 14 Podział metod pasteryzacji

Tabela 1. Podział metod pasteryzacji

LTLT

• Low temperature, long

time

• Niska temperatura, długi

czas

• 63°C, 30 minut

HTST

• High temperature, short

time

• Wysoka temperatura,

krótki czas

• 72°C, 15 sekund

• 89°C, 1.0 sekunda

• 90°C, 0.5 sekundy

• 94°C, 0.1 sekundy

• 100°C, 0.01 sekundy

Rys. 15 Schemat procesu pasteryzacji[14]

Rys. 16 Automat do pasteryzacji[15]

Sterylizacja

Sterylizacja

Sterylizacja to proces w wyniku
którego następuje całkowite
wyeliminowanie wszystkich żywych
organizmów znajdujących się w/na
obiekcie podlegającym sterylizacji.
Sterylizacja niszczy: drożdże, pleśnie,
komórki wegetatywne bakterii oraz
przetrwalniki wydłużając czas
zdatności do spożycia przy
przechowywaniu w temperaturze
pokojowej (B. Caballero i inni, 2003).

Sterylizacja to proces w wyniku
którego następuje całkowite
wyeliminowanie wszystkich żywych
organizmów znajdujących się w/na
obiekcie podlegającym sterylizacji.
Sterylizacja niszczy: drożdże, pleśnie,
komórki wegetatywne bakterii oraz
przetrwalniki wydłużając czas
zdatności do spożycia przy
przechowywaniu w temperaturze
pokojowej (B. Caballero i inni, 2003).

Metody sterylizacji

Metody sterylizacji

Termiczne

Termiczne

Sterylizacja parą

wodną

121°C-123ºC przez

15-30 sekund pod

ciśnieniem 1 atm.

Sterylizacja parą

wodną

121°C-123ºC przez

15-30 sekund pod

ciśnieniem 1 atm.

Sterylizacja

Suchym powietrzem

160°C-180°C przez 1-

1,5 godzin

y.

Sterylizacja

Suchym powietrzem

160°C-180°C przez 1-

1,5 godzin

y.

Sterylizacja UHT

135°C-140°C przez 2-

4 sekund

Sterylizacja UHT

135°C-140°C przez 2-

4 sekund

Nietermiczne

Nietermiczne

Rys. 17 Podział metod sterylizacji

UHT

UHT

Określenie sterylizacja UHT (Ultra High

Temperature) oznacza, że

sterylizowany materiał, którym jest

zwykle ciecz jest poddawany

ogrzewaniu w temperaturze 135°C-

140° przez 2-4 sekund po czym zostaje

schłodzony do 20°C.

Określenie sterylizacja UHT (Ultra High

Temperature) oznacza, że

sterylizowany materiał, którym jest

zwykle ciecz jest poddawany

ogrzewaniu w temperaturze 135°C-

140° przez 2-4 sekund po czym zostaje

schłodzony do 20°C.

Zalety sterylizacji UHT

Zalety sterylizacji UHT

1. W temperaturze powyżej 130°C

szybkość niszczenie drobnoustrojów
jest większa niż szybkość reakcji
powodujących degradację
składników żywności.

2. W temperaturze ok. 140°C wartość

czasowego równoważnika sterylizacji
który wynosi 3 minuty można
uzyskać w 2,5 sekundy.

1. W temperaturze powyżej 130°C

szybkość niszczenie drobnoustrojów
jest większa niż szybkość reakcji
powodujących degradację
składników żywności.

2. W temperaturze ok. 140°C wartość

czasowego równoważnika sterylizacji
który wynosi 3 minuty można
uzyskać w 2,5 sekundy.

Rys.18 Schemat instalacji do produkcji mleka (M. Boruch, D.
Król, 1993)

Chłodzenie

Chłodzenie

Przechowywanie żywności w

temperaturze od 4-6ºC.

Stosowane jest do krótkotrwałego

przechowywania takich produktów

żywnościowych jak: mleko, mięso,

wędliny, jaja, warzywa i owoce.

Przechowywanie żywności w

temperaturze od 4-6ºC.

Stosowane jest do krótkotrwałego

przechowywania takich produktów

żywnościowych jak: mleko, mięso,

wędliny, jaja, warzywa i owoce.

Zamrażanie

Zamrażanie

Zamrażanie to metoda utrwalania
żywności która polega na szybkim
zamrożeniu produktu do temperatury
od -20 do -45ºC.
Zamraża się takie produkty jak: Mięso,
ryby, surowe warzywa i owoce.

Zamrażanie to metoda utrwalania
żywności która polega na szybkim
zamrożeniu produktu do temperatury
od -20 do -45ºC.
Zamraża się takie produkty jak: Mięso,
ryby, surowe warzywa i owoce.

Bibliografia

Książki