utrwalanie wykład 1


UTRWALANIE ŻYWNOŚCI I PRZECHOWALNICTWO  wykład
METODY UTRWALANIA ŻYWNOŚCI
Utrwalanie żywności  działanie zmierzające do przedłużenia trwałości żywności, polegające na
zabezpieczeniu jej przed zepsuciem i zagrożeniem zdrowotnym, wynikającym z działania drobnoustrojów,
enzymów oraz reakcji chemicznych i zjawisk fizycznych.
Utrwalanie żywności  znaczenie praktyczne:
lepsze wykorzystanie żywności w gospodarstwach domowych, turystyce, żegludze, wojsku (np. łosoś z
ziemniakami w sosie koperkowym termin przydatności do spożycia 25 lat od daty produkcji, przy
przechowywaniu zgodnym z zaleceniami)
łagodzenie zjawiska sezonowości produkcji żywności w rolnictwie
dłuższy czas przechowywania i możliwość transportu na większe odległości (w porównaniu z
żywnością nieprzetworzoną)
możliwość prowadzenia handlu zagranicznego żywnością
zaopatrywanie dużych ośrodków miejskich oddalonych od rejonów produkcji żywności
 najlepiej spożyć przed...
Termin minimalnej trwałości  czas, w którym prawidłowo przechowywany produkt spożywczy zachowuje
swoje pełne właściwości fizyczne, chemiczne, mikrobiologiczne i sensoryczne (produkty trwałe, w których
zachodzą zmiany niezagrażające zdrowiu konsumenta  mąka, cukier, słodycze, przetwory, przyprawy, itp.)
 należy spożyć do...
Termin przydatności do spożycia  data, po upływie której żywność nie nadaje się do spożycia (produkty
nietrwałe mikrobiologicznie, łatwo się psujące, np. mięso)
Cele utrwalania żywności:
wstrzymanie tkankowych procesów biochemicznych (oddychania biologicznego tlenowego i
beztlenowego  fermentacji, reakcji enzymatycznego rozpadu różnych związków organicznych,
brunatnienia)
hamowanie zmian chemicznych (autooksydacji tłuszczu, utleniania witamin, brązowienia
nieenzymatycznego)
niedopuszczenie do rozwoju i działalności:
o drobnoustrojów  saprofitycznych, powodujących gnicie, pleśnienie, fermentacje oraz
chorobotwórczych (Salmonella, gronkowce)  przez ich zabicie lub usunięcie połączone z
zabezpieczeniem przed zakażeniem wtórnym
o szkodników, np. szkodników magazynowych (gryzoni, owadów, roztoczy, itp.) 
zabezpieczenie przed inwazją
zahamowanie zmian fizycznych  struktury oraz konsystencji (zbrylanie, żelowanie, twardnienie,
rozwarstwianie)
zabezpieczenie przed zanieczyszczeniami fizycznymi, chemicznymi i pochodzenia organicznego, np.
kurzem, różnymi substancjami zapachowymi i barwnymi, sierścią, itd.
Utrwalanie żywności jak zahamowanie procesów biologicznych  od całkowitego do częściowego.
Rodzaje żywności  kryterium podziału:
poziom przejawów życiowych
rodzaj obróbki zastosowanej do jej utrwalenia
1. Bioza
żywność = organizm żywy
Dwa stopnie przejawów życiowych:
eubioza  pełny stan życiowy, np. ryby w stawie, drób w klatce, jajka
hemibioza  stan życia  częściowego , np. owoce lub warzywa po usunięciu ich z naturalnego
środowiska
Strona 1 z 53
2. Anabioza  stan życia utajonego, teoretycznie odwracalny. Osiągany przez ostrożne wysuszenie,
schłodzenie, zamrożenie  w znaczeniu biologicznym  powrót do eubiozy po rehydratacji lub
rozmrożeniu.
Fizjoanabioza: psychroanabioza, krioanabioza, kseroanabioza, osmoanabioza.
Chemoanabioza: acidoanabioza, anoksyanabioza.
3. Cenoanabioza  nieodwracalny stan życia utajonego  wywołany działaniem metabolitów. Skutek
hamującego działania produktów wytworzonych przez drobnoustroje, np. drożdże wytwarzające etanol,
który ogranicza ich wzrost.
alkoholocenoanabioza  utrwalające działanie C2H5OH w piwie, moszczu winnym
acidocenoanabioza  działanie kwasu mlekowego w kapuście, ogórkach kiszonych
chemiocenoanabioza  działanie antybiotyków
4. Abioza  całkowite zatrzymanie procesów życiowych z pełną inaktywacją enzymów i zabiciem
wszystkich form drobnoustrojów zarówno wegetatywnych, jak i przetrwalnych.
Żywność, która na skutek procesów technologicznych zmieniła strukturę i skład chemiczny  utraciła naturalny
charakter i ma odmienne cechy fizykochemiczne.
fizjoabioza  stan osiągnięty metodami fizycznymi
o termoabioza  przez sterylizację termiczną
o fotoabioza  przez naświetlanie promieniowaniem UV lub jonizującym
chemioabioza  konserwowanie środkami chemicznymi
mechanoabioza  osiągnięta metodami mechanicznymi
o aseptoabioza  prowadzenie produkcji w warunkach aseptycznych
o sestoabioza  mechaniczne usuwanie drobnoustrojów, np. przez odwirowanie,
stosowanie filtrów
Metody utrwalania żywności a stan przejawów życiowych: pełna abioza lub pogranicze abioza-anabioza (lub
cenoanabioza).
Utrwalenie żywności  uniemożliwia powrót do stanu biozy
Żywność  fragmenty organizmów roślinnych lub zwierzęcych; żywność pochodzenia zwierzęcego 
konserwacja po zabiciu, wyjątek - jaja kurze konserwowane w stanie żywym.
DROBNOUSTROJE  umiejętność przejścia ze stanu anabiozy (żywność mrożona, suszona, pasteryzowana) do
stanu biozy. Efekt  psucie żywności.
Metody utrwalania żywności:
termiczne
osmoaktywne
chemiczne
biologiczne
niekonwencjonalne i skojarzone (radiacja, wirowanie, ultradzwięki, filtracja)
Termiczne metody utrwalania żywności:
zamrażanie  krioanabioza
chłodzenie  hemibioza lub psychroanabioza
termizacja, pasteryzacja, parzenie, blanszowanie  termoanabioza
sterylizacja, tyndalizacja, wędzenie, gotowanie, pieczenie, smażenie, prażenie  termoabioza
Obniżenie temperatury o 10C powoduje 2  3-krotne (średnio 2,5-krotne) zmniejszenie szybkości reakcji
chemicznych.
Historia  wykorzystywanie śniegu i lodu, lodownie, wiek XIX  rozwój techniki chłodniczej, pierwsze
chłodziarki.
Strona 2 z 53
Współczesne chłodnictwo i zamrażalnictwo  konieczność zachowania ciągłości od momentu zamrożenia
żywności od chwili jej wykorzystania przez konsumenta.
Ogniwa łańcucha chłodniczego  chłodnictwo i zamrażalnictwo:
1. u producenta żywności (gospodarstwo rolne) i w punkcie skupu (zlewnia mleka, punkt skupu owoców)
2. technologiczno  produkcyjne  chłodzenie do temperatur dodatnich i sięgających 0C oraz produkcja
mrożonej żywności
3. składowe  różne typy chłodni (zbiorczo-składowe, portowe), pomagają regulować podaż rynkową
artykułów nietrwałych (mięso, masło, owoce)
4. w handlu i żywieniu zbiorowym
5. w gospodarstwach domowych
6. transport chłodniczy i zamrażalniczy  łączący wszystkie ogniwa w łańcuch chłodniczy; specjalne
środki transportu chłodniczego i zamrażalniczego
Chłodnictwo żywności  temperatury w granicach od 10C do 0C (szerszy zakres temperatur od 13-16C do
punktu zamarzania żywności ok. -2C).
Przedłuża przydatność żywności do spożycia do kilku dni lub kilku miesięcy (w zależności od naturalnej
trwałości żywności).
Charakter dorazny, pomocniczy w realizacji obrotu żywnością  nie jest metodą konserwacji sensu stricto.
Temperatury wykorzystywane w chłodniczym przechowywaniu żywności:
od -1C do +1C: świeże ryby, mięso, kiełbasa, mięso mielone
od 0C do +5C: mleko, śmietana, smalec, jogurt, pieczywo, ciasto
od 0C do +8C: gotowane mięso, masło, margaryna, ser twardy
Przechowywanie owoców i warzyw:
jabłka: 0 do +4C
o Golden Delicious 0C (do 8 m-cy)
o Koksa 3C (do 6 m-cy)
gruszki: -1 do +1C (do 9 m-cy)
wiśnie: -1 do +2C (do 7 tygodni)
marchew: 0 do +1C (do 10 m-cy)
kalafior: 0C (do 6 tygodni)
pomidor: 8 do 10C (do 10 dni)
Zamrażalnictwo żywności  schłodzenie produktu do temperatury -18C i poniżej (ale zwykle nie poniżej
-30C i rzadko dochodzącej do -45C) i utrzymaniu jej w tej temperaturze.
Szybki rozwój  duże zapotrzebowanie na żywność wygodną, mrożone dania gotowe. Wysoka energochłonność
metody  kosztowna.
Zamrażanie:
wstrzymuje rozwój i działanie drobnoustrojów powodujących psucie żywności i wywołujących zatrucia
spowalnia przebieg reakcji chemicznych oraz procesów enzymatycznych i biochemicznych, jakie
zachodzą w żywności niezamrożonej
Etapy procesu zamrażania produktów spożywczych:
1. Ochłodzenie zamrażanego produktu do temperatury zamarzania (od -0,5 do -10C)
Tworzenie zarodków lodu w temp. od -0,5 do -0,8C
2. Właściwe zamrażanie z wymrażaniem zawartej w produkcie wody (powyżej 80% jej zawartości) 
powolny proces w zakresie temperatury od -0,5 do -35C
3. Oziębianie do temp. przechowywania. Rozrastanie się powstałych wcześniej kryształków lodu.
Mrożenie produktów spożywczych:
Owoce  przechowywanie w temp. od -18C do -30C
Warzywa  przechowywanie w temp. od -30C do - 40C (blanszowanie)
Strona 3 z 53
Mięso ryby:
o wstępne schłodzenie do temp. 0C
o zamrażanie w temp. od -20C do -45C
o przechowywanie w -18C i -24C
Czynniki środowiskowe wpływające na procesy życiowe mikroorganizmów:
temperatura
pH
aktywność wody
potencjał oksydoredukcyjny
promieniowanie
ciśnienie
metale ciężkie
TEMPERATURA:
metabolizm komórek żywych
szybkość reakcji biochemicznych
szybkość wzrostu
aktywność enzymów
struktura białek i kwasów nukleinowych
transport jonów
dyfuzja substancji chemicznych
zmiana właściwości chemicznych błon komórkowych
Temperatury kardynalne: minimalna/maksymalna  granice wzrostu mikroorganizmów
Optymalna  najszybsze rozmnażanie, najkrótszy czas trwania jednej generacji
obniżanie temperatury poniżej optymalnej  wolniejsze tempo procesów życiowych, w tym
rozmnażania, aż do całkowitego zahamowania
wzrost temperatury powyżej minimalnej  wzrost szybkości reakcji enzymatycznych
wzrost temperatury powyżej optymalnej  zahamowanie tempa wzrostu i rozmnażania
Zakres temperatur, w których przebiegać mogą prawidłowe funkcje życiowe mikroorganizmów:
-23C  Corynebacterium, Sporobolomyces
121C  szczep 121 (Archea)
Życie w niskiej temperaturze  75% biosfery: środowiska o temp. poniżej ?
Występowanie: morza polarne, lód morski (wewnętrzne solanki o temp. -35C), gleby polarne, wieczna
zmarzlina, lodowce, głębokie osady morskie (-1C do 4C), wysokie pasma górskie
Psychrofile (optimum 15C, maksimum 20C i mniej) środowiska o ustalonych niskich temperaturach  rejony
podbiegunowe, góry, dna głębokich zbiorników wodnych; życie wewnątrz lodu i śniegu  woda między
kryształkami lodu (Psychrobacter, Methanococcoides, Carnobacterium, Desulfatolea)
Psychrotrofy (optimum 20  40C) środowiska z okresowymi wahaniami temperatury, wody morskie i
śródlądowe, gleba; powszechność występowania w środowisku, problem w przechowalnictwie żywności
(Pseudomonas, Vibrio, Aeromonas, Chromobacterium, Bacillus)
Strona 4 z 53
Drobnoustroje  mechanizmy przystosowawcze do życia w niskiej temperaturze:
struktura błon komórkowych
- zwiększona zawartość NNKT
- zmniejszona zawartość rozgałęzionych lipidów
zapewnienie płynności błony cytoplazmatycznej  możliwość aktywnego transportu przez
błonę komórkową
enzymy  zwiększenie elastyczności i giętkości cząsteczki, bardziej otwarta i elastyczna konformacja 
większy dostęp substratów, zwiększenie wydajności enzymów
synteza krioprotektantów (glutaminian potasu)  przeciwdziałanie destrukcji enzymów
wewnątrzkomórkowych
synteza białek zapobiegających tworzeniu się wewnątrzkomórkowego lodu
 białka szoku zimna CSP (cold shock proteins)  wytwarzane gdy temp. obniża się do minimalnej, po
kilkugodzinnym zahamowaniu wzrostu
a) ochrona DNA i RNA  prawidłowy przebieg translacji i transkrypcji
b) tworzenie się funkcjonalnych rybosomów
c) likwidują nietypowe struktury mRNA powstałe na skutek szoku termicznego
Czynniki wpływające na przeżywalność mikroorganizmów w żywności mrożonej:
ilość i rodzaj drobnoustroju  bakterie G- są bardziej wrażliwe niż G+
faza rozwoju  komórki w fazie log są bardziej wrażliwe niż w fazie stacjonarnej
skład i właściwości produktu  pH, aktywność wody, obecność białek, polisacharydów, lipidów 
działanie ochronne
temperatura i szybkość mrożenia, składowania i rozmrażania
Zagrożenie dla żywności przechowywanej w niskich temperaturach  drobnoustroje aktywne (powolny rozwój)
w zakresie:
5C Salmonella, Staphylococcus aureus
3C Clostridium botulinum typ E i B
-2C Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes
G+ pałeczki
przeżywa w temp. od -2 do 45C oraz pH 4,4  9,5
halotolerancyjna  może przeżyć kilka godzin w 26% roztworze solanki
zdolność przeżywania w żywności mrożonej
wrażliwość na środki dezynfekcyjne oraz podwyższoną temperaturę (> 70C)
bardzo rozpowszechniona w przyrodzie  gleba, woda, organizmy ludzi i zwierząt, produkty
spożywcze  mięso, drób, suche wędliny, sery, warzywa
Listerioza
gorączka, bóle mięśni, nudności, biegunka, ból głowy, sztywność karku, drgawki, utraty równowagi,
dezorientacja
kobiety  infekcja podczas ciąży  poronienia, martwa ciąża, przedwczesny poród, infekcje noworodka
Niska temperatura  wpływ na drobnoustroje w żywności:
1. Wpływ na tempo przemian metabolicznych
Obniżenie temp. o 10C poniżej optymalnej zwolnienie szybkości reakcji biochemicznych
od 2 do 4 razy.
C
2. Wpływ na rozmnażanie
a) maleje właściwa szybkość wzrostu B D
b) wydłuża się czas generacji (czas podwojenia liczny komórek) A
c) wydłuża się czas trwania fazy adaptacyjnej (lag faza) T
Trwałość i dobra jakość żywności do momentu, gdy jej mikroflora nie wejdzie w fazę wzrostu
logarytmicznego. (A  faza adaptacji, B  faza wzrostu logarytmicznego, C  faza stacjonarna, D  faza
zamierania)
Strona 5 z 53
3. Wpływ na strukturę komórki
usztywnienie błon komórkowych, zmiana ich zwartości i kruchości
krystalizacja wody:
- wzrost objętości o ok. 9% - powstawanie dużych naprężeń  rozerwanie błon
komórkowych
- wzrost stężenia soku komórkowego  denaturacja białka
MROŻENIE  śmierć drobnoustrojów na skutek zjawisk:
mechanicznych  powstawanie kryształków lodu w komórce
powolne mrożenie  duże kryształki  wysoka skuteczność bakteriobójcza (90%)
osmotycznych  zamarzanie wody  spadek wartości aw, wzrost stężenia rozpuszczonych składników 
środowisko hipertoniczne, zanik funkcji życiowych komórek
Zahamowanie rozmnażania i procesów enzymatycznych  najwyższa redukcja w momencie mrożenia.
Mikroorganizmy izolowane z mrożonej żywności:
grzyby, np. Penicillium
bakterie, np. Pseudomonas
chorobotwórcze: Salmonella, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni
Drobnoustroje w produktach rozmrożonych rozwijają się szybciej niż w niezamrażanych, ze względu na
rozluznienie struktury mięśni i wyciek soku.
Zamrażanie żywności  zmiany fizyczne
Przejście wody ze stanu płynnego w stały  lód KRYSTALIZACJA
1. Zmiany strukturalne
Mechaniczne uszkodzenia membran komórkowych i utrata ich specyficznych właściwości
(półprzepuszczalności) na skutek:
formowania się kryształków lodu
zwiększonego ciśnienia osmotycznego płynów komórkowych
precypitacji i denaturacji składników komórkowych
Efekt zmian strukturalnych zamrożonego produktu  zmiany pochodne żywności:
utrata turgoru i jędrności
zmiana konsystencji
ograniczenie zdolności utrzymywania wody
większy wyciek rozmrażalniczy
mechaniczne uszkodzenia tkanek
zanik pierwotnego kształtu produktu
Wielkość i rozmieszczenie kryształków lodu w komórkach  zależne od szybkości zamrażania.
Spadek temperatury poniżej punktu zamrażania płynów w produkcie  punktu krioskopowego
Powstawanie tzw.  centrów krystalizacji , wokół których formują się kryształki lodu
szybki spadek temperatury więcej centrów krystalizacji mniejsze wymiary kryształków lodu
mniejsze uszkodzenia struktury produktu, mniejszy wyciek soku w czasie rozmrażania
powolne zamrażanie duże kryształki lodu
Powstają wokół nielicznych centrów krystalizacji, przede wszystkim w przestrzeniach
międzykomórkowych z powodu mniejszej koncentracji soku.
tworzenie się kryształków lodu w przestrzeniach międzykomórkowych wzrost stężenia soków
przenikanie wody z komórek do przestrzeni międzykomórkowych
EFEKT... zmiany fizyczne struktury tkanek żywności
Strona 6 z 53
duże kryształki lodu  zwiększenie przestrzeni międzykomórkowych oraz rozerwanie połączeń w
tkance łącznej
rozluznienie tkanki, deformacja a nawet rozrywanie włókien mięśniowych
duże ubytki soku mięśniowego po rozmrożeniu mięsa
W praktyce zamrażalniczej  dążenie do uzyskania maksymalnej liczy zarodków oraz minimalnej
szybkości ich wzrostu.
Im powolniejsze zamrażanie tym silniejsze działanie destrukcyjne na strukturę tkankową żywności.
2. Rekrystalizacja
Wzrost wymiarów kryształów dużych i spadek liczny kryształów małych wynikający z migracji wody z
małych kryształków do dużych.
Przyczyna: różne szybkości zamrażania oraz wahania temperatury w trakcie przechowywania
chłodniczego
powyżej -4C zaczynają topnieć małe kryształy, po ponownym zamarznięciu woda zamarza
wokół dużych kryształów
wyższe ciśnienie pary wodnej nad powierzchnią małych kryształów powoduje, że cząsteczki
pary wodnej przechodzą do dużych kryształów
Skutki rekrystalizacji:
naruszenie włókien produktu
zanik efektów szybkiego zamrażania
zmiany strukturalne produktu
osłabienie jego konsystencji
zwiększony wyciek
grysikowatość smakowa
wytwarzanie się syropowatego płynu (owoce mrożone w cukrze)
Ograniczenie rekrystalizacji przez:
zapewnienie jednakowej szybkości procesu zamrażania
przechowywanie produktów w możliwie niskich i stałych temperaturach
dodatek substancji hamujących wzrost kryształów
stosowanie opakowań ochronnych
3. Ubytki masy
Powstają głównie w fazie chłodzenia owiewowego  zimne powietrze pobiera wilgoć (masę) i ciepło z
produktu.
Stratom wilgoci towarzyszą pochodne zmiany sensoryczne na powierzchni wyrobów  ususzka.
USUSZKA  ubytek masy powstały podczas zamrażania oraz przechowywania produktu w warunkach
chłodniczych.
Skutek odparowania wilgoci wewnętrznej: powierzchniowa sublimacja lodu brak możliwości
migracji wody w zamrożonym produkcie ubytki wilgoci w powierzchniowej warstwie nie mogą być
uzupełniane
Na powierzchni produktu powstaje warstwa zawierająca zaledwie 30-35% początkowej ilości wody:
silnie porowata i napowietrzona
absorbująca obce zapachy
o zmienionej barwie
pozbawiona zdolności pochłaniania wody podczas rozmrażania
Strona 7 z 53
Ususzka  negatywne skutki:
ubytki masy
postępujące obniżanie jakości
denaturacja białek
zmiany wyglądu produktów, utrata naturalnej świeżości  matowienie, nieregularne plamy,
nietypowy odcień
Czynniki wpływające na wielkość ubytków masy:
system chłodzenia komory (im większy udział promieniowania w przenoszeniu ciepła tym
mniejsze straty)
sposób ułożenia produktów (gęste ułożenie  mniejsze straty)
miejsce produktu w ułożonym stosie (najmniejsze straty w środku)
rodzaj produktu spożywczego (warzywa bardziej wrażliwe niż owoce)
rodzaj opakowania
Ograniczenie ubytków masy i ususzki:
prowadzenie procesu zamrażania przy jak najniższej temperaturze powietrza i jak najbardziej
intensywnej wymianie ciepła
odpowiednie pakowanie (opakowania paroszczelne, ściśle przylegające do powierzchni
produktów całkowicie eliminują ususzkę)
ścisłe układanie zamrożonych produktów
4. Oparzelina mrozowa
skrajny przypadek zmian jakościowych na skutek ususzki  silne odwodnienie części
zamrożonych produktów (wysuszenie lokalne)
powstaje niezależnie od produktu, jego stanu skupienia, składowania i opakowania
plamy na powierzchni wyrobów żywnościowych w znaczny sposób różniące się od
otaczających tkanek
po rozmrożeniu produktu  plamy znikają
poza zmianami barwy  niekorzystne zmiany smaku, zapachu i konsystencji
Czynniki wpływające na wielkość oparzeliny:
stan powierzchni produktu
rodzaj i stopień wypełnienia opakowań
prędkość zamrażania  im szybszy proces tym większe jest zagrożenie wystąpienia oparzeliny
warunki przechowywania
skład chemiczny, wiek i cechy strukturalne tkanki
Szczególna wrażliwość na oparzelinę: tuszki drobiowe, wątroba, ryby, fasolka i groszek.
Ograniczenie oparzeliny:
możliwie niska i stała temperatura przechowywania
izolacja produktu od otoczenia
Rozmrażanie  proces odtwarzania wyjściowego stanu produktów żywnościowych sprzed okresu ich utrwalenia
zamrażalniczego.
Technologia chłodniczej żywności dąży do osiągalnej odtwarzalności jej podstawowych walorów sensorycznych
i żywieniowych.
Cel rozmrażania  doprowadzenie zamrożonych produktów do stanu maksymalnie zbliżonego do wyjściowych
cech świeżych produktów, osiąganego poprzez:
eliminowanie lub ograniczenie wycieku soku i strat ważnych w żywieniu składników rozpuszczalnych
ograniczenie zmian fizycznych, biochemicznych i mikrobiologicznych w toku procesu
Stopień odwracalności tych zmian jest znaczny; rozmrożone produkty pod względem podstawowych cech nie
różnią się od produktów świeżych (mięso rozmrożone różni się tylko nieznaczną zmianą barwy i konsystencji
oraz zawilgoceniem powierzchni).
Strona 8 z 53
Wyciek rozmrażalniczy  wskaznik odwracalności zmian spowodowanych obróbką zamrażalniczą produktów o
budowie tkankowej.
wyciek stanowią roztwory powstające z tajania kryształków lodu, które nie są resorbowane przez tkanki
wielkość wycieku świadczy o rozmiarach nieodwracalnych zmian, które zaszły w tkankach produktu
oraz degradacji związków wiążących wodę w czasie zamrażania
Czynniki wpływające na wielkość wycieku:
sposób zamrażania  powolne zamrażanie  większy wyciek
warunki przechowywania zamrażalniczego
sposób rozmrażania  odpowiadająca szybkości zamrażania
rodzaj produktu:
- mięso wołowe  największe straty; najmniejsze  wieprzowina
- większa zawartość wody  większy wyciek
Rodzaje wycieku:
swobodny  część wody, która odłączona od układów koloidalnych białek podlega działaniu sił
grawitacji
- zwykle powiększony na skutek uszkodzenia elementów strukturalnych tkanek, częściowej
utracie zdolności białek do utrzymywania wody i pęcznienia  zmian zachodzących w czasie
zamrażania
- szczególnie niekorzystne  odkostnienie mięsa przy produkcji mrożonego mięsa w blokach
(wyciek przy rozmrażaniu bloków może sięgać 12%)
wymuszony  woda wydzielająca się pod wpływem działania na tkankę sił zewnętrznych
Wykorzystanie wycieku rozmrażalniczego do ponownego spożycia:
wyciek z owoców i warzyw może być bezpośrednio używany z rozmrożonym produktem
wyciek z mięsa można wykorzystać do sosów lub wymieszać ze środkiem wiążącym i przegotować
brak możliwości stosowania wycieku z drobiu z powodu możliwości zarażenia się Salmonellą
ZMIANY CHEMICZNE I BIOCHEMICZNE
Utlenianie tłuszczów
Prowadzi do pogorszenia smaku oraz właściwości mechanicznych tkanki łącznej (wpływ na delikatność
mięsa po odmrożeniu i przygotowaniu).
Zachodzi w czasie przechowywania, nie samego mrożenia.
Intensywność procesu uzależniona od:
czasu składowania  im dłuższy czas mrożenia, tym intensywniej postępują reakcje utleniania,
szczególnie w temperaturze nieznacznie poniżej 0C; niższa temp. (-40C)  spowolnienie reakcji
rodzaj tłuszczu
zastosowane procesy technologiczne (sposób obróbki, rodzaj opakowania)  rozdrabnianie i dodatek
soli  przyspiesza proces
Lipoliza  hydroliza triglicerydów w tkance tłuszczowej  powstawanie wolnych kwasów tł. i glicerolu
Niektóre postaci kwasów tłuszczowych  szkodliwe dla zdrowia (miażdżyca tętnic).
Denaturacja białek  zmiany w strukturze drugo- i trzeciorzędowej, powstające na skutek zniszczenia wiązań
zachowujących stabilność natywnej konformacji cząsteczki bez zerwania wiązań w łańcuchu polipeptydowym.
Efekt denaturacji:
zmniejszenie zdolności wiązania wody
zwiększenie wycieku rozmrażalniczego
pogorszenie konsystencji
Przeciwdziałanie denaturacji:
dostatecznie duża szybkość zamrażania do temp. wewnętrznej zbliżonej do temp. przechowywania
przechowywanie w temp. ok. -30C w warunkach zabezpieczających przed stratami wilgoci i dostępem
tlenu
stosowanie substancji ochronnych, tzw. krioprotektantów: cukry, aminokwasy, kwasy karboksylowe
Strona 9 z 53
Zmiany enzymatyczne
w pierwszej fazie mrożenia  możliwe przyspieszenie reakcji enzymatycznych
hydrolazy, oksydazy  jełczenie mięsa, brunatnienie owoców
blanszowanie  inaktywacja enzymów
UTRWALANIE ŻYWNOŚCI WYSOK TEMPERATUR
Podstawowym celem utrwalania żywności przez ogrzewanie jest osiągnięcie mikrobiologicznej stabilności.
W okresie utrwalania następuje:
inaktywacja drobnoustrojów
inaktywacja enzymów, które powodują psucie
inaktywacja toksyn (nie wszystkich  enterotoksyna S. aureus jest ciepłoodporna)
wzrost przyswajalności niektórych związków obecnych w żywności
obniżenie wartości odżywczej poprzez niszczenie niestabilnych składników odżywczych, np. witamin,
białek
Istotna jest więc znajomość odporności cieplnej drobnoustrojów i składników odżywczych.
W celu określenia wrażliwości bakterii na temperaturę wprowadzono dwa pojęcia:
punkt śmierci cieplnej  najniższa temperatura, w której ginie dany organizm w czasie 10 min.
czas śmierci cieplnej  czas potrzebny do zabicia wszystkich drobnoustrojów danego gatunku w
określonej temperaturze
TERMOFILE
względne  temp. minimalna 25  40C, maksymalna 60  65C, optymalna 45  60C
bezwzględne  temp. min. 40  55C, maks. 75  80C, opt. 60  75C
- Większość to bakterie G+ (Bacillus, Clostridium, Streptococcus, Lactobacillus, Sarcina,
Staphylococcus).
- Przetrwalniki bakterii wyróżniają się wysoką ciepłoodpornością i wyznaczają parametry sterylizacji.
Mikroorganizmy ciepłoodporne: Enterococcus, Corynebacterium, Micrococcus oraz endospory bakterii z
rodzaju Bacillus i Clostridium.
Wpływ wysokiej temperatury na mikroorganizmy:
w temperaturze powyżej maksimum  termiczna inaktywacja mikroorganizmów  mechanizm śmierci
cieplnej
letalne, nieodwracalne zmiany w komórkach
zniszczenie struktury II- i III-rzędowej białek, zniszczenie kwasów nukleinowych
obniżenie aktywności lub unieczynnienie enzymów  zaburzenie i zatrzymanie przemian
metabolicznych
uszkodzenie struktury i funkcjonowania błony cytoplazmatycznej  zwiększona przepuszczalność dla
białek i kwasów nukleinowych  wypływ enzymów, aminokwasów kwasów nukleinowych
Mechanizmy przystosowawcze do wysokiej temperatury:
Enzymy i białka
- ciepłooporność białek komórkowych
- większe upakowanie (mniej wolnych miejsc, z którymi może wiązać się woda)
- redukcja liczby niestabilnych termicznie aminokwasów (cysteina, metionina, asparagina)
- ciepłooporne enzymy w endosporach, np. racemaza
Błony komórkowe
- większa ilość nasyconych kwasów tłuszczowych
- wyższy udział lipidów
- wyższa temperatura topnienia lipidów
Szybka odbudowa zniszczonych związków, np. tRNA  szybkie uzupełnianie ewentualnych ubytków
DNA  ochrona przed denaturacją
- obecność specjalnych soli stabilizujących strukturę DNA
Strona 10 z 53
- produkcja poliamidów podwyższająca temperaturę topnienia DNA i chroniąca rybosomy przed
dezaktywacją
- ciepłooporne białka łączą się z DNA zapobiegając ich zniszczeniu
Ze względu na możliwość zniszczenia w czasie obróbki cieplnej wielu niezbędnych składników w żywności
zwykle stosuje się temperatury nie przekraczające 120C. Przy zastosowaniu wyższych temperatur skraca się
czas działania do kilku sekund.
Składniki żywności najbardziej wrażliwe na wysoką temperaturę:
witaminy  temp. 70  80C  obniżenie aktywności biologicznej witaminy C, z grupy B
białka  denaturacja  globuliny i albuminy
aminokwasy  lizyna i zawierające siarkę
Czasami umiarkowana denaturacja białek poprawia lub umożliwia proces ich trawienia.
Obróbka cieplna ułatwia również trawienie węglowodanów złożonych  skrobi.
W surowcach roślinnych podwyższona temperatura niszczy substancje szkodliwe.
Szybkość inaktywacji cieplnej drobnoustrojów zależy od:
Rodzaju drobnoustroju i formy jego występowania
- Termiczna inaktywacja drobnoustrojów następuje po przekroczeniu temp. maks. dla ich
wzrostu, czyli po osiągnięciu minimalnej temperatury letalnej TL.
- Wśród drobnoustrojów formy wegetatywne są mniej ciepłoodporne niż formy przetrwalne.
- Im starsze przetrwalniki tym większa jest ich ciepłoodporność.
- TL dla form wegetatywnych bakterii mezofilnych: 50-60C, dla form przetrwalnikowych:
90-100C.
- Drożdże i pleśnie mają podobną ciepłooporność jak bakterie. Drożdże są nieco wrażliwsze od
pleśnie, zarodniki drożdży giną w temp. 100C (wyjątek stanowią drożdże osmofilne -
wytrzymują temp. 100C przez 20 minut).
pH środowiska
Spośród wszystkich czynników środowiska stężenie jonów H+ wywiera największy wpływ na
ciepłooporność drobnoustrojów.
wzrost H+  spadek pH  wzrost ciepłooporności
Produkty spożywcze posiadają pH 3  7. W zależności od pH żywność dzielimy na:
- niekwaśną i mało kwaśną  pH 7  4,6: mleko, mięso, drób, ryby, groszek, fasola, szpinak,
buraki
- kwaśną  pH 3,7  4,6: gruszki, morele, pomidory, czerwona kapusta
- bardzo kwaśną  pH < 3,7: kiszona kapusta, kiszona ogórki.
Gdy pH żywności jest > 4,6 to do jej utrwalenia wymagana jest temp. > 100C. Gdy pH wynosi
4,6  3,7 do utrwalenia wymaga się temperatury do 100C. Żywność o pH < 3,7  do utrwalenia
wymaga się łagodnego ogrzewania w celu zniszczenia drożdży i grzybów pleśniowych.
Każda żywność o pH > 4,6 musi być poddana obróbce cieplnej, ponieważ mogą się w niej rozwijać
patogeny, np. C. botulinum.
Zawartość wody
Drobnoustroje wykazują największą odporność termiczną przy niskich wartościach aktywności wodnej
 środowisko suche; znacznie gorzej znoszą one działanie wysokich temperatur w atmosferze wilgotnej.
Zawartość soli
- kationy metali jednowartościowych obniżają ciepłooporność drobnoustrojów
- kationy metali dwuwartościowych podwyższają ciepłooporność drobnoustrojów
- niższe stężenie soli (NaCl 0,5  3%) powoduje wzrost ciepłooporności
- wyższe stężenie NaCl obniża ciepłooporność drobnoustrojów
Strona 11 z 53
Zawartość substancji ochronnych
Podstawowe składniki żywności  tłuszcze, białka i węglowodany  chronią drobnoustroje przed
działaniem wysokich temperatur.
- Tłuszcze  ogrywają największą rolę, tworzą otoczki wokół komórek drobnoustrojów. Otoczki
te posiadają inne właściwości hydrofobowe i mniejszą przewodność cieplną  brak wody (np.
bakterie ogrzewane w mleku giną wolniej niż ogrzewane w wodzie w tej samej temp.).
- Białka  również powodują wzrost ciepłooporności drobnoustrojów, ale w mniejszym stopniu
niż tłuszcze. Białka natywne (naturalne) lepiej chronią drobnoustroje niż białka zdenaturowane
- Węglowodany  lepiej chronią przed wysoką temp. drobnoustroje osmofilne (znoszące
wysokie stężenia węglowodanów) niż drobnoustroje nieosmofilne.
- Produkty metabolizmu  obniżają lub zwiększają ciepłooporność drobnoustrojów, np.
antybiotyki  obniżają, podobnie H2SO3.
Efekt niszczenia mikroorganizmów przy zastosowaniu wysokiej temperatury zależy od dawki energii cieplnej i
czasu jej działania.
Zbyt niska temp. lub za krótki czas powoduje zmiany mikrobiologiczne (psucie). Zbyt wysoka temp. niszczy
właściwości odżywcze żywności.
PASTERYZACJA
Proces pasteryzacji opracował w XIX wieku Ludwig Pasteur.
W 1898 roku, pasteryzacja w temperaturze 87C przez 15s została uznana za obowiązkowy proces
stosowany w produkcji mleka odtłuszczonego i śmietanki.
Proces prowadzony w temp. poniżej 100C.
Polega na ogrzewaniu produktu spożywczego w określonej temperaturze i czasie.
W czasie pasteryzacji giną formy wegetatywne mikroorganizmów zarówno saprofitycznych jak i
chorobotwórczych.
W ten sposób wydłuża się okres przydatności produktu do spożycia i zabezpiecza przez zatruciami
pokarmowymi.
W zależności od stosowanej temperatury i czasu ogrzewania rozróżnia się następujące metody pasteryzacji:
niska lub długotrwała  63  65C, przez 20  30 minut
krótkotrwała - 72C, 15 s
momentalna  85  90C + natychmiastowe schłodzenie
wysoka  85  100C, kilka sekund
Najczęściej pasteryzuje się produkty płynne: mleko i jego przetwory, piwo i wino oraz mięsa i wędliny,
soki owocowe i warzywne.
Pasteryzację przeprowadza się przed lub po umieszczeniu produktu w opakowaniach.
Czas i temperaturę wewnątrz żywności w czasie pasteryzacji reguluje się w ten sposób, aby w punkcie
krytycznym (najwolniej ogrzewający się) temperatura wynosiła ok. 85C.
Czas działania tej temperatury zależy od:
- rodzaju i konsystencji produktu
- stopnia dojrzałości surowca
- stosunku fazy stałej do płynnej
- rodzaju i wielkości opakowania
Urządzenia do procesu pasteryzacji nazywa się pasteryzatorami. Mogą one być o działaniu okresowym
lub ciągłym.
Pasteryzatory:
- płytowe  służą do obróbki płynnych produktów. To szereg zestawionych stalowych płyt
(wymienniki ciepła) o różnym profilu, w których czynnik grzejny to gorąca woda lub para.
Pasteryzowana ciecz przepływa przeciwprądowo do gorącej wody przez wąskie kanaliki o
zmiennej grubości między płytami. Jest szybko i równomiernie ogrzewana.
- tunelowe  produkty zapakowane w hermetyczne pojemniki
- wannowe  w zbiornikach
- rurowe  stosowane głównie do pasteryzacji krótkotrwałej i momentalnej.
Strona 12 z 53
PASTERYZACJA MLEKA
Ogrzanie do temperatury 100C nadaje mleku charakterystyczny posmak gotowania; w znacznym
stopniu rozpada się kazeina, denaturują się rozpuszczalne białka, laktoza ulega lekkiej karmelizacji,
następują straty w witaminach.
Pasteryzacja natomiast jest sposobem łagodniejszym, niszczącym w dostatecznym stopniu mikroflorę.
Pasteryzacja krótka (HTST)  72-75C przez 15s lub momentalna 85-90C, czas 1-4s.
Najnowocześniejszym sposobem pasteryzacji jest tzw. uperyzacja (ultrapasteryzacja), która polega na
kontakcie mleka z przegrzaną parą wodną w temp. 130-150C przez ułamek sekundy. Końcowym
etapem pasteryzacji jest natychmiastowe schłodzenie mleka do temp. 4C.
Mleko po prawidłowym zabiegu pasteryzacji powinno zawierać mało bakterii; pozostają w nim szczepy
ciepłooporne występujące w prawidłowym mleku w małych ilościach.
Duża ilość ciepłoopornej mikroflory jest najczęściej wynikiem wtórnego zanieczyszczenia,
spowodowanego przez niedomyty sprzęt i aparaturę albo wynikiem rozwoju ciepłoopornych szczepów
w mleku pasteryzowanym, przetrzymywanym w stanie nie dość schłodzonym.
Pasteryzację soków i koncentratów owocowych przeprowadza się w temp. 75-85C przez 1-4 min.
UTRWALANIE WINA
Podgrzewanie do takiej temperatury, żeby po przelaniu wina do butelek wynosiła 50-55C.
Przy większej zawartości alkoholu  temperatura 45C.
UTRWALANIE PIWA
Poprzez filtrację lub pasteryzację - 60C, czas 8-20 minut.
Proces mogą przetrwać drożdże, niektóre bakterie mlekowe i octowe.
STERYLIZACJA
Ogrzewanie produktu w temperaturze powyżej 100C  zniszczenie wszystkich mikroorganizmów
chorobotwórczych i saprofitycznych.
Rodzaje sterylizacji:
Sterylizacja w hermetycznych opakowaniach (apertyzacja)  puszki metalowe, naczynia szklane lub
zgrzewane opakowania z tworzyw sztucznych
- proces przeprowadza się w autoklawach w podwyższonym ciśnieniu i temp. > 100C
- etapy: nagrzanie, wyrównanie temperatury, jałowienie (115-121C przez 15-20 minut),
chłodzenie
Podczas apertyzacji ważne jest:
- odpowiednie, równomierne nagrzanie  istotny jest czas i temperatura
- hermetyczność opakowań  brak dostępu powietrza i ewentualnego mikrobiologicznego
skażenia wtórnego
- dokładne odpowietrzanie
- odpowiednie studzenie po jałowieniu przez zanurzanie, np. puszek w zimnej wodzie
Sterylizacja produktów przez zapakowaniem
- wykorzystuje zasadę HTST  wysoka temp. (135-160C)  krótki czas i szybkie schłodzenie
- po sterylizacji produkt musi być jałowo zapakowany w hermetycznych i sterylnych
opakowaniach
- to błyskawiczne nagrzewanie i aseptyczne pakowanie w jałowych opakowaniach ciepłych lub
schłodzonych produktów nazywamy fasteryzacją
- główne zastosowanie  sterylizacja mleka metodą UHT
METODA UHT
czynnik grzejny  gorąca woda  wstępne ogrzanie mleka oraz gorąca para wodna pod ciśnieniem 
ogrzanie i sterylizacja
135C, 2  3 sekundy
trwałość mleka UHT zależy od jakości surowego mleko, poprawnie przeprowadzonej sterylizacji,
jałowego rozlewu, rodzaju opakowań i warunków przechowywania (< 20C)
UHT stosuje się do produktów płynnych (mleko, śmietana), półpłynnych (sosy, kremy, zawierające
cząstki stałe sosy, zupy, warzywa, rozdrobnione mięso), dietetycznych, homogenizowanych preparatów
odżywczych
Strona 13 z 53
UTRWALANIE ŻYWNOŚCI PRZEZ OBNIŻANIE pH
Zastosowanie w żywności odpowiedniego pH pozwala na:
eliminowanie pewnych grup drobnoustrojów ze środowiska
przedłużenie okresu przechowywania żywności przez zmniejszenie tempa rozwoju mikroorganizmów
ułatwienie utrwalania żywności przy zastosowaniu innych metod
Niskie pH środowiska może również wpływać negatywnie na żywność:
zahamowanie procesów oddechowych w tkankach
utlenianie witaminy C
brunatnienie
nadmierne mięknienie
rozpad tkanek
niekorzystne zmiany smakowo-zapachowe
Nadmierne stężenie H+ lub OH- - wpływ na:
stan koloidalny plazmy
przepuszczalność ściany i błony komórkowej
hamowanie przemian metabolicznych  syntezy białka (OH-) i aktywności oddechowej komórek (OH-)
inaktywacja enzymów
zakłócenia proporcji między syntezą i zużywaniem ATP
działanie toksyczne
1 12
kwasolubne 7  większość bakterii zasadolubne
bakterie mlekowe, Nitrobacter, Vibrio
bakterie octowe, cholerae, Streptococcus
grzyby, drożdże pneumoniae
Stężenie jonów wodorowych wewnątrz komórki drobnoustrojów nie jest takie samo jak na zewnątrz w
środowisku (pH jest bliskie obojętnemu)  aktywne gromadzenie lub usuwanie jonów.
Mikroorganizmy w pewnym stopniu mogą regulować pH środowiska poprzez wytwarzania substancji
zobojętniających.
H+ usuwane z komórki
wprowadzane do komórki Na+ lub K+
Utrzymywanie neutralnego pH cytoplazmy:
nieprzepuszczalnie jonów H+ do wnętrza komórki
nadprodukcja enzymów transportujących protony na zewnątrz komórki
silnie zbuforowana cytoplazma
niska przepuszczalność błon dla protonów.
Podstawową metodą eliminowania mikroorganizmów ze środowiska przy pomocy pH jest zakwaszenie produktu
przez dodatek kwasów (np. octowego) lub z wykorzystaniem bakterii mlekowych.
Obniżenie pH do 4,0  4,5 jest wystarczające do zahamowania rozwoju bakterii gnilnych, enteropatogennych,
fermentacji masłowej i kiełkowania endospor.
Bardzo ważna dla produktów fermentowanych w opakowaniach zamkniętych jest wartość pH 4,5. W tej
wartości nie rozwija się Clostridium botulinum.
Fermentacja produktów spożywczych to jedna z najstarszych metod utrwalania żywności.
W obszarze Morza Śródziemnego fermentowano żywność już w czasach starożytnych.
Dopiero L. Pasteur połączył proces fermentacji z mikroorganizmami.
W Europie fermentuje się głównie mleko i surowce roślinne, w Azji i Afryce również surowce
zawierające dużo białka  ryby, nasiona roślin strączkowych.
Proces fermentacji zachodzi spontaniczne lub przez zaszczepienie produktu bakteriami.
Uzyskuje się nie tylko utrwalenie żywności, ale również właściwości prozdrowotne i nowe cechy
organoleptyczne  smak, zapach, konsystencję, strukturę.
Produkty fermentowane stanowią 60% żywności spożywanej w krajach rozwijających się (25% Europa.
Strona 14 z 53
Za utrwalanie żywności poprzez fermentację odpowiedzialne są bakterie mlekowe:
bakterie mlekowe  Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus
homo- i heterofermentacja
bakterie mlekowe produkują kwas mlekowy i octowy, same odporne są na niskie pH
gatunki mezofilne wytwarzają do 1,5% kwasu mlekowego, termofilne do 3%
Bifidobacterium wytwarzają 3x więcej kwasu octowego niż mlekowego
fermentacja spontaniczna (kiszonki) lub użycie szczepionek (startery lub zakwasy)
Prawidłowy proces fermentacji zachodzi w warunkach beztlenowych. Dostęp tlenu oraz podwyższona
temperatura powodują rozwój drożdży i grzybów pleśniowych.
Pleśnie rozkładają kwasy z wytworzeniem CO2 i H2O, powodują wzrost pH kiszonki  dogodne warunki do
rozwoju bakterii gnilnych  psucie produktu.
Zalety produktów fermentowanych:
wysoka wartość odżywcza
stabilizacja witaminy C i prowitaminy A (w kiszonej kapuście 25-40 mg/100g wit. C)
podczas fermentacji powstaje witamina PP i B2
powstaje acetylocholina
zwiększenie strawności
dostarczenie do organizmu bakterii mlekowych
walory smakowe
żywność przetworzona w sposób naturalny
KISZENIE KAPUSTY
Cechy materiału:
- czysty, nieuszkodzony, bez objawów zepsucia
- bez gąsienic
- twarde, duże główki, jasno zabarwione
Stosowane dodatki: sól (ok. 3%), liście chrzanu, dębu, wiśni, marchew, czosnek.
Temperatura 18C.
Niezbędne warunki do prawidłowego przebiegu procesu kiszenia:
usunięcie zanieczyszczeń i zewnętrznych liści
szatkowanie
ułożenie w beczce i przesypywanie solą
- ułatwienie wydzielania soku
- smak
- wpływ na bakterie
dokładne ubicie materiału  warunki beztlenowe
Przebieg fermentacji
Okres burzliwej fermentacji 2  3 dni
- Pierwsze pojawiają się bakterie heterofermentacji  Leuconostoc mesenteroides  obniżenie
pH do 4,0, wydzielanie dużych ilości gazów (silne spienienie).
- Powstają kwasy: mlekowy, octowy, bursztynowy, mrówkowy oraz CO2 i H2, estry.
- Gazy muszą być odprowadzane  inaczej materiał staje się gorzki.
Etap fermentacji średniej
- Rozwój Lactobacillus plantarum, L. brevis oraz Pediococcus.
- Zmniejsza się ilość powstających gazów.
- Dalej spada kwasowość  pH 3,5.
- Obniżenie temperatury do 15C  spowolnienie procesu.
Etap fermentacji póznej (L. brevis)
- Dalsza redukcja kwasu mlekowego i octowego oraz substancji aromatycznych
- Obniżenie temp. do 10C.
Po zakończonej fermentacji kapustę przechowuje się w temperaturze ok. 0C.
Ochrona przed rozwojem drożdży i grzybów pleśniowych  brak dostępu tlenu.
Pasteryzacja  80-95C
Strona 15 z 53
KISZENIE OGÓRKÓW
Przetwarzanie jak najszybciej po zbiorze z uwagi na dużą zawartość wody.
Kiszenie w specjalnie przygotowanej zalewie.
Po ukiszeniu mają pH wyższe niż kiszona kapusta.
Ogórki powinny być świeże, średniej wielkości, zielone, bez uszkodzeń.
Duże ogórki po ukiszeniu  tworzenie pustych przestrzeni wewnątrz i mięknienie.
Dodatki: sól, koper, korzenie i liście chrzanu, czosnek, liście czarnej porzeczki i winorośli.
Po umieszczeniu w pojemnikach zalanie solanką 5-10%.
Na dnie i powierzchni układa się przyprawy.
Fermentacja przebiega wolniej niż w przypadku kapusty  brak rozdrobnienia materiału.
Temperatura 15-20C
Czas 3-4 tygodnie.
pH 3,3  3,5  4
Ilość kwasu mlekowego do 1%.
Początkowo rozwijają się mikroorganizmy obecne na materiale roślinnym  drożdże i bakterie.
Potem rozpoczyna się proces fermentacji prowadzony przez L. plantarum i L. brevis oraz Pediococcus.
Po około 10-14 dniach wraz ze spadkiem pH w kiszonce powstają drożdże i bakterie mlekowe.
Po procesie przechowywanie w temp. 0-5C z zachowaniem warunków beztlenowych.
Kiszone ogórki powinny mieć orzezwiająco-kwaśny smak i zapach, jasno zieloną barwę i jędrną
konsystencję.
CHEMICZNE UTRWALANIE ŻYWNOŚCI
Utrwalanie metodami chemicznymi polega na dodaniu do przetworów w małych dawkach związków
chemicznych, które hamują i zapobiegają niekorzystnym zmianom biologicznym i chemicznym w żywności. Nie
wpływają ujemnie na smak i zapach gotowego wyrobu oraz są nieszkodliwe dla zdrowia konsumenta.
Chemiczne metody są pomocniczymi lub stanowią zamiennik metod podstawowych.
Kierując się wyborem związku chemicznego należy mieć na uwadze jego skuteczność i brak szkodliwego
oddziaływania na człowieka.
Stosowanie konserwantów w żywności, zarówno ich ilość, rodzaj i przeznaczenie, podlega ograniczeniom
prawnym.
Wg systemu oznaczeń UE konserwanty oznaczone są symbolem E: E200  E283.
ADI  dopuszczalne dzienne spożycie  ilość danej substancji na 1kg masy ciała, którą dziennie może pobierać
człowiek przez całe życie bez szkody dla zdrowia.
Przy stosowaniu konserwantów obowiązuje zasada  tylko tak dużo, ile jest konieczne i tak mało, jak to jest
możliwe .
Cele stosowania konserwantów:
przedłużenie trwałości surowców, półproduktów i gotowych wyrobów
zapobieganie niekorzystnym zmianom jakościowym w czasie przechowywania
zapewnienie bezpieczeństwa
Działania chemicznych związków konserwujących:
wpływ na procesy biologiczne mikroorganizmów
niszczenie ściany i błony komórkowej
uszkodzenie materiału genetycznego
inaktywacja enzymów i innych związków aktywnych
Fazy działania konserwantów na drobnoustroje:
nagromadzenie środka na powierzchni komórki
reakcja chemiczna z elementem morfologicznym (rybosomy, mitochondria) lub molekularnym (enzym)
zaburzenie normalnego funkcjonowania komórki
Strona 16 z 53
Cechy substancji konserwujących:
łatwa rozpuszczalność w wodzie
szerokie spektrum hamowania rozwoju mikroorganizmów i działanie w małym stężeniu
obojętność chemiczna w stosunku do innych składników żywności
brak wpływu na cechy organoleptyczne
trwałość i odporność na procesy technologiczne
brak toksyczności dla ludzi
Sposoby wprowadzania środka konserwującego:
w formie stałej przez nacieranie powierzchni i stopniowe dyfundowanie po jego rozpuszczeniu
w fazie ciekłej poprzez zanurzanie materiału w jego roztworze
w fazie gazowej
CHARAKTERYSTYKA STOSOWANYCH ŚRODKÓW KONSERWUJCYCH
Kwas sorbowy i jego sole E200-203
o drobnokrystaliczny biały proszek
o naturalnie występuje w jarzębinie
o hamuje rozwój grzybów pleśniowych i drożdży oraz bakterii  Bacillus, Clostridium, E. coli, Proteus,
Pseudomonas, Salmonella, Staphylococcus, Vibrio
o hamuje aktywność enzymów  dehydrogenaz
o dodawany do kiszonek i marynat  zahamowanie rozwoju pleśni
o jego działanie rośnie wraz ze spadkiem pH środowiska
o nietoksyczny dla człowieka  uważany na najbezpieczniejszy konserwant
o ADI 25 mg/kg
o nadaje lekko kwaśny smak
o może wywoływać alergie
o występowanie: zapakowany krojony chleb, sosy do sałatek, ketchup, musztarda, majonez, kiełbasy,
produkty rybne, kiszonki, produkty z pomidorów i ziemniaków, zupy instant, margaryna, mleko i jego
przetwory, słodycze, torty, ciasta
Kwas benzoesowy i jego sole E210-213
o naturalny składnik mleka, miodu, czarnych jagód
o w środowisku kwaśnym hamuje rozwój drożdży, grzybów pleśniowych
o proszek słabo rozpuszczalny w wodzie  do żywności dodaje się głównie jego sól sodową (bardzo
dobrze rozpuszczalna)
o negatywnie działa na błonę komórkową bakterii
o znana jest jego toksyczność
o wydalany z moczem
o hamuje działanie wielu enzymów w organizmie człowieka  pepsyny, amylazy trzustkowej, lipazy
o ADI 5 mg/kg
o nie dodaje się go do karmy dla zwierząt
o stosowany do: majonezu, przetworów owocowych, soków warzywnych, sałatek warzywno-mięsnych,
przetworów rybnych, margaryn, koncentratów pomidorowych, napojów  cola
Bezwodnik kwasu siarkowego (SO2) E220-228
o gaz bezbarwny o silnym gryzącym zapachu, w wodzie tworzy kwas siarkawy
o hamuje rozwój bakterii kwasu mlekowego, octowego i pleśni
o działa jak przeciwutleniacz  zapobiega brunatnieniu i tworzeniu nitrozoamin
o nie jest stosowany w przemyśle mięsnym i mleczarskim  reaguje z białkiem i rozkłada tiaminę (B1)
o usuwany przez ogrzewanie
o może wywołać uczulenia i podrażnienia przewodu pokarmowego
o ADI 0,7 mg/kg
o zastosowanie: półprodukty owocowo-warzywne  soki, przeciery, dżemy, suszone warzywa i owoce,
puree; w przemyśle winiarskim i piwowarskim, żelatyna spożywcza, chrzan, musztarda
Difenyl (bifenyl) E230
o nie rozpuszcza się w wodzie, dobrze rozpuszcza się w alkoholu
o stosowany głównie do owoców cytrusowych  na powierzchni skórki  mycie rąk
o hamuje rozwój pleśni
o niebezpieczny  ADI 0,05 mg/kg
Strona 17 z 53
Kwas mrówkowy E236
o hamuje rozwój drożdży i pleśni
o wpływa na katalazy
o rozkładany w organizmie człowieka
o dodawany jest do surowych soków owocowych, żelatyny, marynat, kiszonek warzywnych, napojów z
dodatkiem dużej ilości cukru
o ADI 3 mg/kg
Kwas propionowy i jego sole E280-283
o oleista ciecz o drażniącym zapachu i kwaśnym smaku
o naturalnie występuje w organizmie człowieka
o hamuje rozwój pleśni i drożdży oraz niektórych bakterii  Bacillus subtilis, B. mesenteroides 
śluzowacenie pieczywa
o ADI nieokreślone
o dodawany do pieczywa i ciast
Azotany  sodowy (saletra), potasowy E251, 252
o stosowane głównie do konserwowania mięsa i wędlin razem z solą kuchenną  nadają różowo-
czerwone zabarwienie, smak i aromat
o mają silne właściwości utleniające  w organizmie człowieka utleniają hemoglobinę, witaminę A
i -karoten
o hamują rozwój bakterii
o dodawany do serów podpuszczkowych dojrzewających i topionych
o niebezpieczne  mogą przemieniać się w azotyny, a te tworzą w organizmie człowieka rakotwórcze
nitrozoaminy
o ADI 3,7 mg/kg
Nizyna E234
o substancja naturalna, bakteriocyna produkowana przez bakterie Lactococcus
o dodawana do serów mascarpone, serów dojrzewających, topionych
o działanie na bakterie G+ (Bacillus, Clostridium)
o ADI 0,13 mg/kg
o uznana za bezpieczną
Natamycyna E235
o wytwarzana przez promieniowca Streptomyces natalensis
o hamuje rozwój pleśni i drożdży; ADI 0,3 mg/kg
o stosowana do serów i kiełbas suszonych
o stosowana w medycynie jako naturalny antybiotyk
Lizozym
o enzym naturalnie występujący w wielu produktach spożywczych  białko jaja kurzego, mleko krowie,
kalafior, kapusta
o działanie bakteriostatyczne i bakteriobójcze
o może być użyty jako dodatek do przetworów, środek powlekający oraz jako składnik roztworów,
którymi spryskuje się lub w których moczy się gotowe spożywcze wyroby
o w Japonii opatentowano procedury dot. utrwalania świeżych warzyw, owoców, ryb i mięsa przede
wszystkim za pomocą pokrycia ich powierzchni lizozymem
o lizozym jest stosowany w przemyśle serowarskim do redukcji liczby bakterii fermentacji masłowej
o poprawia również cechy sensoryczne serów
o stosowany do kontrolowania obecności bakterii mlekowych w piwie i winie
o dodatek enzymu do wyrobów mięsnych korzystnie wpływa na zmniejszenie stopnia ich
zanieczyszczenia poprodukcyjnego oraz istotnie przedłuża trwałość w czasie przechowywania w
chłodniach
Dwutlenek węgla E290
o gaz bezbarwny i bezwonny, bezwodnik kwasu węglowego
o wypiera z zapakowanych produktów tlen  w ten sposób hamuje rozwój bakterii
o brak działania szkodliwego; może być stosowany we wszystkich produktach spożywczych
o często używany do produktów foliowanych
Strona 18 z 53
Kwas octowy i jego sole E260-264
o działanie zakwaszające i konserwujące
o hamuje rozwój bakterii
o często stosuje się go łącznie z kwasem sorbowym i benzoesowym
o stężony jest silnie żrący, w produktach spożywczych stosowany w bardzo małych ilościach
o dozwolony do stosowania w bardzo wielu produktach spożywczych  oprócz pożywienia dla niemowląt
o wśród kwasów organicznych jego działanie jest najskuteczniejsze
o do marynat używany 10%
o zastosowanie: dodatek do konserwowanych warzyw i owoców, konserwy mięsne, majonez, sałatki i
sosy z majonezem, dodawany zamiast zaczynu do chleba razowego, marynaty pobudzają apetyt i
zwiększają wydzielanie soków trawiennych
Marynaty
- przyprawy  kwiatostany i nasiona kopru
- liście i korzenie chrzanu, estragon, majeranek, liście laurowe, czosnek, pieprz, ziele angielskie,
gorczyca
- do marynat owocowych  gozdziki, cynamon, imbir
- zalewa musi być gorąca  usunięcie powietrza
- rodzaje marynat:
łagodne  0,5-0,8% kwasu octowego, 0,5-2% cukru, 0,5-1,5% soli
średnio kwaśne  1-3% kwasu octowego, 0,7-2% cukru i soli
ostre - >3% kwasu octowego, 3% cukru, 2% soli
- marynaty dodatkowo pasteryzuje się
Fitoncydy
o Naturalne substancje wytwarzane przez rośliny o działaniu hamującym wzrost lub niszczącym bakterie,
wirusy, grzyby, pierwotniaki.
o Silne fitoncydy wytwarzają m.in. piołun, pokrzywa, burak, cebula, kukurydza, czosnek, gorczyca,
pieprz turecki, czeremcha, grab, topola, dąb, jaśmin, dereń, cis, rzodkiew, brzoza, chrzan, jałowiec,
o Lotny fitoncyd czosnku zabija prątki gruzlicy w ciągu 3-5 minut.
o Według Borysa Tokina 1 hektar jałowca wydziela w ciągu doby 3 kg lotnych fitoncydów; ilość ta
wystarcza na wyjałowienie obszaru dużego miasta.
o Czynne substancje wydzielane są przez rośliny wykorzystywane jako przyprawy: majeranek, oregano,
bazylia, gozdziki, imbir, ziele angielskie, kminek, cząber.
WDZENIE
o Metoda konserwacji żywności poprzez przesycenie produktów dymem.
o Może trwać od godziny do kilku tygodni.
o Do wędzenie używa się drewna z drzew liściastych, głównie buku, dębu, olchy.
Cele wędzenia:
o nadanie charakterystycznego smaku i zapachu
o obsuszenie powierzchniowe  zwiększenie wartości pokarmowej i trwałości
o zniszczenie drobnoustrojów
o denaturacja białek w mięsie
Skład dymu  związki fenolowe, kwasy organiczne (octowy, mrówkowy, bursztynowy, propionowy), związki
karbonylowe (aldehyd mrówkowy, aceton, wanilina).
W dymie obecne są również związki rakotwórcze.
Rodzaje wędzenia:
o wędzenie dymem zimnym  16-22C, 1-14 dni, znaczne wyschnięcie produktu, głęboka impregnacja,
duża trwałość produktu
o wędzenie dymem ciepłym  25-40C, 4-48 godzin, wysuszona warstwa powierzchniowa, wewnątrz
zachowane cechy produktu surowego, tłuszcz wytapia się w niewielkich ilościach
o wędzenie dymem gorącym  45-55C przez 10-40 minut, następnie 45-60C przez 30-100 minut
(wędzenie zasadnicze)  przesycenie produktu składnikami dymu
o wędzenie dymem gorącym i pieczenie  40-45C przez 20-30 minut, następnie 60C przez 2-4 h, potem
80-85C, 3-7 godzin
Strona 19 z 53
o wędzenie preparatami dymu  dym jest skondensowany i oczyszczony ze szkodliwych związków
- dym jest rozpylany w postaci aerozolu nad wysuszonym produktem
- trwałość produktów jest mniejsza  słabsze działanie bakteriobójcze
Przeciwutleniacze
o Na trwałość produktu wpływają również procesy utleniania, polimeryzacji, hydrolizy i brązowienia.
o Szczególną rolę ogrywają procesy utleniania.
o Utlenianie enzymatyczne  ciemnienie ziemniaków, mąki żytniej, owoców i warzyw podczas obierania,
tarcia i krojenia.
o Utlenianie nieenzymatyczne  ciemnienie świeżego mięsa  przemiana czerwonej oksymioglobiny w
brunatną metmioglobinę.
o W celu zahamowania procesów utleniania do żywności dodaje się przeciwutleniacze.
o Zwalniają proces utleniania na skutek związania wolnych rodników.
o Stosowane przeciwutleniacze: tokoferole, butylohydroksyanizol, kwas askorbinowy i jego sole,
galusany.
ODWADNIANIE
Roślinne i zwierzęce produkty żywnościowe  duża zawartość wody; od kilku (produkty suszone) do ponad 90%
(produkty płynne, owoce).
Obecność wody w żywności:
o przyspiesza przebieg wielu reakcji chemicznych, w niektórych  niezbędna
o umożliwia działanie enzymów
o konieczna dla rozwoju drobnoustrojów.
Formy wody w żywności:
1. wolna  większa część wody występującej w żywności nieprzetworzonej lub przetworzonej bez
usuwania wody
wypełnia wolne przestrzenie, nie podlega zjawiskom kapilarnym
ciśnienie pary
przemiany fizykochemiczne
rozpuszczalnik
2. związana  stosunkowo trwale połączona z produktem
Formy występowania:
higroskopijna (zaadsorbowana)  powlekająca cienką warstwą powierzchnię produktu
kapilarna  w naczyniach włoskowatych i podlegająca zjawiskom kapilarnym
wbudowana w związek chemiczny w postaci oddzielnych cząsteczek (krystalizacyjna) lub grup
wodorotlenkowych OH- (konstytucyjna)
Woda związana  odmienne właściwości, niż woda wolna:
nie zamarza do temp. -40C
ma zmniejszoną aktywność (dostępność)
Aktywność wody aw
5]
5N5d =
5]0
p  ciśnienie pary wodnej nad żywnością
p0  ciśnienie pary na czystą wodą (w tej samej temperaturze)
aw dla wody = 1; wzrost stężenia soli, cukrów w środowisku aw < 1
Zahamowanie całkowite wzrostu drobnoustrojów: aw < 0,6
o pleśnie < 0,7
o drożdże < 0,8
o pleśń Xeromyces bisporus  wykazano wzrost przy aw = 0,605 (na suszonych śliwkach)
o drożdże Zygosaccharomyces rouxii aw = 0,61
Strona 20 z 53
o bakterie  wartość minimalna aw:
większość bakterii 0,90  0,98
bakterie chorobotwórcze > 0,85
- C. botulinum  najniższa wartość aw, przy której zaobserwowano wzrost = 0,95,
tworzenie toksyn  wyższe wartości
- gronkowce S. aureus 0,85  0,88 (15-20% NaCl)
bakterie halofilne > 0,75
Żywność  wartości aw
o żywność o strukturze tkankowej: mięso, ryby, owoce, warzywa  aw > 0,98
o koncentraty spożywcze (żywność suszona) aw < 0,6
Odwadnianie żywności  METODY:
o osmoaktywne
o zagęszczanie:
odparowanie
kriokoncentracja
membranowe (osmoza, dializa, odwrócona osmoza, ultrafiltracja)
o suszenie
o łączone (zagęszczanie + dodatek substancji osmoaktywnych)
DODATEK SUBSTANCJI OSMOAKTYWNYCH
Cukier, sól  hamują rozwój drobnoustrojów przez zwiększenie ciśnienia osmotycznego.
Woda z komórek drobnoustrojów przenika na zewnątrz kurczenie protoplazmy utrata przepuszczalności
błon komórkowych.
a) cukrzenie  słodzenie sacharozą owoców i ich przetworów
Stężenie cukru (sacharozy) hamujące wzrost poszczególnych drobnoustrojów:
- bakterie 25  35%
- drożdże 65%
- pleśnie 75  80%
Drożdże osmofilne:
Zygosaccharomyces, Torulopsis, Torula
możliwość wzrostu i przeprowadzania fermentacji alkoholowej przy stężeniu cukru > 65%
pękanie butelek z syropami owocowymi
Cukier, jako jedyny czynnik konserwujący  syropy owocowe  malinowy i wiśniowy.
Klarowne soki owocowe, w których na 35 części wagowych soku przypada 65-60 części wagowych
cukru.
Zastosowanie:
syropy i moszcze owocowe  65%
produkcja marmolad i dżemów ze świeżych owoców  50-80%
w połączeniu z zagęszczaniem  konfitury, owoce w cukrze, marmolady, mleko zagęszczone,
galaretki owocowe
b) solenie  skuteczne hamowanie wzrostu drobnoustrojów przy stężeniu 18-2%
Niższa masa cząsteczkowa i zdolność dysocjacji  szybsze obniżanie aw niż cukier.
Syropy cukrowe o stężeniu ok. 60% efekt ochrony równy 20% roztworowi soli kuchennej.
NaCl  wpływ na wzrost mikroorganizmów:
Escherichia coli
- 1  2% NaCl  hamowanie wzrostu
bakterie fermentacji mlekowej
- 3% - pobudzanie do rozwoju
- 5% - hamowanie
- 15% - całkowite zahamowanie wzrostu
drożdże - > 15% - całkowite zahamowanie wzrostu
Strona 21 z 53
Halofile  wzrost w środowisku o dużym stężeniu soli  morza, solanki, słona żywność.
Obecność NaCl niezbędna do życia:
stabilizacja błony cytoplazmatycznej
aktywacja enzymów
- łagodne 1  6% NaCl
ż organizmy morskie  środowiska życia ok. 3,5% soli
ż < 1% NaCl  zahamowanie wzrostu
- umiarkowane 6  15% NaCl
ż solone mięso, ryby, solanki przemysłowe; Pseudomonadaceae, Spirillaceae
- ścisłe (ekstremalne) 15  30% NaCl
ż Halobacteriaceae
Halofile  mechanizmy przystosowawcze:
1 obrona przed nagromadzeniem jonów Na+ - antyport Na+/H+ i usuwanie sodu na zewnątrz
2 utrzymanie ciśnienia osmotycznego w komórce:
gromadzenie chlorku potasu
pozbywanie się soli z komórki i akumulacja związku organicznego w komórce
Potrawy spożywane przez człowieka: przeciętnie ok. 1% soli.
Coraz rzadsze wykorzystanie:
a. szkodliwość NaCl  duża zawartość sodu
o nadciśnienie i wylew krwi do mózgu
o zwiększone ryzyko nowotworów (żołądek)
b. zubożenie produktu w składniki mineralne
Produkty, których składniki odżywcze są mało lub nierozpuszczalne w wodzie:
śledzie 17-25% NaCl
warzywa 16-18% NaCl
ogórki ok. 8-10% NaCl
grzyby do 16% NaCl (kurki, rydze)
słonina 5-8% NaCl
W klimacie tropikalnym utrwalanie: mięs, ryb, serów, masła.
ZAGSZCZANIE (KONCENTRACJA)  usuwanie H2O z produktów płynnych, zwykle do zawartości
wody ok. 30%.
Cel:
o utrwalenie żywności
o skoncentrowanie składników jej suchej masy w mniejszej masie produktu = koncentratu  mniejsze
koszty transportu, magazynowania i dystrybucji
Metody zagęszczania, w których:
o zachodzi przemiana faz wody i maksymalne oddzielenie w momencie osiągnięcia równowagi fazowej
(koncentracja równowagowa)  odparowanie i kriokoncentracja
o nie zachodzi przemiana faz i woda jest usuwana w tzw. koncentracji nierównowagowej; metody
membranowe  osmoza i ultrafiltracja
a) odparowanie  ulatnianie się wody w postaci pary  może zachodzić w każdej temperaturze,
najintensywniej w temperaturze wrzenia
prężność nasyconej pary = ciśnienie zewnętrzne
parowanie przebiega zarówno na powierzchni wody jak i w całej jej objętości
Prowadzone w wyparkach (aparatach wyparnych):
próżniowe (działające pod zredukowanym ciśnieniem)
otwarte (pod ciśnieniem normalnym), rzadko stosowane
Strona 22 z 53
Odparowywanie pod próżnią pozwala na obniżenie temperatury, do której surowiec musi być ogrzany.
- przy ciśnieniu 0,03 MPa woda wrze w 70C
- przy ciśnieniu 0,01 MPa  45C
Efekt: szybkie odparowanie wody z produktu przy niskiej temperaturze.
Odparowywanie pod próżnią  zalety:
zapobiega niekorzystnym zmianom żywności, np. stratom witamin, wartości zapachowych czy
smakowych
aspekt ekonomiczny
Wyparki próżniowe stosowane w przemyśle:
mleczarskim  mleko zagęszczone
owocowo-warzywnym  marmolady, koncentraty pomidorowe
koncentratów spożywczych  odżywki, ekstrakty z herbaty, koncentraty białkowe i
witaminowe
cukrowniczym  zagęszczanie soku z buraków
cukierniczym  gotowanie masy karmelowej
b) kriokoncentracja  zagęszczanie przez wymrażanie wody
Częściowa krystalizacja wody i oddzielenie kryształów od zagęszczonej fazy ciekłej.
W wyniku wymrażania można oddzielić ok. 75-80% wody.
Zamrażanie  powolne, w celu uzyskania dużych kryształków lodu
Małe rozmiary kryształków  wyższe koszty i straty koncentratu z oddzielanym lodem
Oddzielanie kryształków lodu:
okresowe lub ciągłe
prasy hydrauliczne, wirówki, kolumny przemywające (najwyższa efektywność  99,5%
oddzielania kryształków)
Kriokoncentracja  zalety:
mniejsze zapotrzebowanie na energię niż odparowywanie (zmiana wody w lód  mniej energii
niż w parę)
niska temperatura  zachowanie w koncentracie lotnych substancji aromatycznych oraz
termolabilnych witamin, aminokwasów i barwników.
c) metody membranowe  stosowanie półprzepuszczalnych membran umożliwiających rozdzielenie
składników obecnych w roztworach.
Rozpuszczalnik  składnik roztworu, który:
- nie zmienia stanu skupienia
- występuje w zdecydowanym nadmiarze
W technologii żywienia  najczęściej roztwory ciał stałych w cieczach (wodzie).
Rozdzielanie ciał stałych od cieczy  filtracja.
Metody membranowe  rozdzielanie cieczy w cieczach.
Rola błon półprzepuszczalnych:
bierne, mechaniczne zatrzymywanie cząstek o większej średnicy niż średnica porów
udział czynny, oparty na procesach dyfuzyjnych i fizykochemicznych (pęcznienie, sorpcja,
rozpuszczanie niektórych składników, wymiana jonowa)
Dobór membrany o odpowiedniej selektywności zapewnić może:
- oddzielenie wody i ew. rozpuszczalnych w niej składników małocząsteczkowych od
pozostałych składników roztworu
- efekt: zagęszczenie.
Strona 23 z 53
PODZIAA PROCESÓW MEMBRANOWYCH
1) osmoza  samorzutne przenikanie rozpuszczalnika (wody) z roztworu o niższym stężeniu do
roztworu o wyższym stężeniu przez błonę (membranę), przepuszczalną tylko dla
rozpuszczalnika.
Siła napędowa  różnica potencjałów chemicznych roztworów po obu stronach błony.
Rozpuszczalnik (woda) przechodzi przez błony do roztworu o wyższym ciśnieniu
osmotycznym.
Odwodnienie  40-70% wody zawartej w surowcu.
Metoda najczęściej używana do utrwalania owoców i warzyw  zanurzenie tkanki roślinnej w
roztworze hipertonicznym substancji powodujących:
- wzrost ciśnienia osmotycznego
- obniżenie aw odwadnianego surowca
(roztwory cukrów, soli, zagęszczone soki owocowe).
Usuwanie wody bez przemiany fazowej  uzyskanie produktu o bardzo dobrej jakości.
Odwadnianie osmotyczne  obniżenie aw w produkcie do poziomu 0,95-0,90  hamuje rozwój
drobnoustrojów, ale nie zapewnia całkowitej trwałości produktu.
Konieczność końcowego utrwalenia  mrożenie, suszenie konwekcyjne, mikrofalowe,
liofilizacja lub pasteryzacja.
2) dializa
większa niż w osmozie przepuszczalność błony
samorzutne przechodzenie rozpuszczalnika i rozpuszczonych w nim składników
mikrocząsteczkowych
Wykorzystanie  oddzielenie:
soli mineralnych z mleka, serwatki
kwasów, zasad z soków owocowych
3) ultrafiltracja i odwrócona osmoza
Wymuszone przenikanie rozpuszczalnika przez błony półprzepuszczalne  zastosowanie
ciśnienia zewnętrznego. Przepływ następuje przeciwnie do ciśnienia osmotycznego.
rozpuszczalnik wraz z cząstkami, które nie zostały zatrzymane na filtrze, przenika
przez membranę filtracyjną (PERMEAT  FILTRAT)
roztwór zawierający zatrzymane na filtrze cząstki (RETENTAT)
ciśnienie
retentat filtrat
wysokie stężenie niskie stężenie
Ultrafiltracja (UF):
membrany o średnicy por 0,005  0,1 źm (5  100 nm)  jednoczesne frakcjonowanie
i zagęszczanie wybranych składników cieczy
Permeat  woda oraz proste cukry, kwasy organiczne, zdysocjowane jony nieorg.
nie zawiera białek, polisacahrydów, wirusów, niektórych barwników, enzymów i
witamin (makrocząsteczki zatrzymane w zagęszczonym produkcie)
Odwrócona osmoza:
membrany o średnicy por 0,0001  0,001 źm (0,1  1,0 nm)
przenika wyłącznie rozpuszczalnik
stosowana do:
- otrzymywania wody pitnej z wód morskich
- uzdatniania wody w przemyśle farmaceutycznym i elektronicznym
Strona 24 z 53
Metody membranowe  korzyści:
o redukcja do minimalnej termicznej degradacji składników żywności  proces w temperaturze
otoczenia
o eliminacja przemian fazowych wody (mniejsze nakłady energii niż parowanie)
o prosta budowa urządzeń
Wady  wysoki koszt membran.
Zagęszczanie żywności niekwaśnej, np. mleka zagęszczonego, pasty pomidorowej, niektórych powideł,
nie daje pełnej gwarancji trwałości produktu.
Dodatkowo  pakowanie w puszki i pasteryzacja lub sterylizacja.
SUSZENIE  zespół operacji technologicznych, mających na celu:
o obniżenie zawartości wody w produkcie przez jej odparowanie, a przez to obniżenie aw do poziomu
uniemożliwiającego rozwój drobnoustrojów
o ograniczenie do minimum przemian enzymatycznych
o zabezpieczenie przed rozwojem drobnoustrojów  obniżenie zawartości wody do 5%
o hamowanie przemian enzymatycznych i nieenzymatycznych  zawartość wody poniżej 5%,
a czasem 1-2%.
Nawet przy tak niskiej zawartości wody w produkcie  procesy oksydacyjne (witamina C, autooksydacja
tłuszczu), denaturacja białka, zmiana barwy.
Konieczność ograniczenia dostępu O2:
o usunięcie powietrza
o zastosowanie odpowiedniego opakowania (dodatkowe zabezpieczenie wysuszonego produktu przed
nawilżeniem, reinfekcją i dostępem szkodników).
Cechą charakterystyczną wysuszonych produktów (suszu) jest konsystencja stała. Wyjątek  olej,
C2H5OH bezwodny.
Suszenie  wykorzystanie w przemyśle spożywczym:
o owocowo-warzywny (susze)
o mleczarski (mleko, serwatka)
o ziemniaczany (mączka ziemniaczana, puree)
o koncentraty spożywcze (zupy, ekstrakt kawy, herbaty)
o zbożowo-młynarski (makarony, płatki owsiane, ryżowe)
o jajczarski
o mięsny.
Wady suszenia  zmiany właściwości produktu. Podwyższona temperatura i silne napowietrzenie:
o kurczenie się produktu
o zmiany konsystencji w wyniku denaturacji błon komórkowych i rozkładu pektyn
o obniżenie strawności białka
o duże straty witamin
o zmieniony smak i barwa.
Systemy suszenia żywności:
o naturalne  wykorzystuje bezpośrednio ciepło promieniowania słonecznego i ciepło zawarte w
powietrzu (słoneczno-powietrzne i wietrzno-powietrzne)
o sztuczne  za pomocą ciepła uzyskiwanego z urządzeń grzejnych
suszenie kondukcyjne (kontaktowe)  przez przewodzenie, bezpośredni kontakt suszonego
produktu z ogrzewanymi powierzchniami (półkami, podłogą lub walcem)  suszenie masy
ziemniaczanej (płatki), kleiki, mleko
suszenie konwekcyjne (owiewowe)  czynnik grzejny (gorące powietrze, gaz) owiewa suszony
materiał:
- materiały płynne  mleko, soki, masa jajeczna, herbata (suszarnie rozpyłowe)
- stałe o zbliżonym kształcie  zboża, rozdrobnione owoce i warzywa, owoce jagodowe
Strona 25 z 53
- Susze owocowe  temp. 65-75C od kilku do kilkunastu godzin.
- Susze mleczne  obróbka wstępna, pasteryzacja lub sterylizacja, zagęszczanie.
Suszenie w urządzeniach rozpyłowych  powietrze o temp. 150-200C  zawartość
wody 2,5-3,5%.
- Proszek jajowy, suszone żółtka, soki owocowe  suszarnie rozpyłowe  temp.
powietrza 110-175C, temp. produktu nie przekracza 60C, zawartość wody: w
proszku białka 7-8%; w proszku żółtka do 3,5%.
suszenie radiacyjne (promiennikowe)
suszenie sublimacyjne (liofilizacja)  zamrażanie surowca  usuwanie wody w próżni przez
sublimację (przejście lodu w stan pary z pominięciem fazy ciekłej)
Zalety liofilizacji: metoda uniemożliwiająca inaktywację termiczną produktu, zniszczenie jego
struktury, zmiany składu chemicznego, przy zachowaniu walorów świeżego produktu
(po nawodnieniu).
Wady: wysokie koszty sprzętu i nakłady energii.
Zastosowanie: owoce, warzywa, grzyby, kawa, zupy sproszkowane.
MIKROBIOLOGICZNY ROZKAAD SKAADNIKÓW W ŻYWNOŚCI
zmiana barwy, smaku i zapachu zmiana tekstury
Mikrobiologiczny rozkład
składników żywności
pojawienie się śluzu, gazu pojawienie się toksyn
powstanie trucizn
Czasami mikroorganizmy nie wywołują widocznych zmian w żywności. Może to stanowić poważne zagrożenie
dla zdrowia i życia ludzi.
yródła drobnoustrojów w żywności:
o gleba
o powietrze
o woda
o człowieka
o surowce roślinne i zwierzęce.
Czynniki wpływające na psucie żywności:
o wyjściowa ilość drobnoustrojów (z 1 komórki po 10 h przy czasie podziału 0,5 h powstanie 1 mln
komórek)
o szybkość wzrostu
o właściwości metaboliczne a tym enzymatyczne drobnoustrojów
o wzajemne oddziaływania między mikroorganizmami (antagonizm, konkurencja, metabioza)
o skład chemiczny żywności (związki proste i złożone, większa różnorodność)
o dostępność do związków zawartych w żywności (uszkodzenia tkanek, usuwanie w czasie mycia
naturalnych barier)
o zawartość wody
o pH żywności
o obecność dodatków hamujących rozwój mikroorganizmów (konserwanty).
Czynniki zewnętrzne wpływające na psucie żywności:
o temperatura przechowywania
o obecność lub brak tlenu, próżnia
o czas przechowywania
o zastosowane opakowania.
Strona 26 z 53
Podatność żywności na psucie:
1. łatwo psujące: mięso, ryby, jaja, drób, mleko, większość owoców i warzyw
2. podatna na zepsucie w mniejszym stopniu: ziemniaki, buraki, orzechy
3. stosunkowo stabilna: mąka, cukier, ryż, fasola
Mikrobiologiczny rozkład węglowodanów  skrobia
Skrobia jest materiałem zapasowym roślin.
Składa się z amylozy (łańcuchy nierozgałęzione, rozpuszczalna w wodzie, niebieskie zabarwienie z
jodem) i amylopektyny (łańcuchy rozgałęzione, pęcznieje w wodzie, z jodem zabarwienie brązowe).
Występuje w ziemniakach, ziarnach zbóż, nasionach wielu roślin, np. grochu.
SKROBIA
oligosacharydy ą-amylaza, -amylaza maltotrioza
glukoamylaza
glukoza maltoza
Mikroorganizmy rozkładające skrobię w żywności:
Bacillus (subtilis, pumilus, cereus, megaterium)
- rozkładają skrobię do glukozy CO2 i H2O lub kwasów organicznych (kwas pirogronowy)
- śluzowanie pieczywa mało kwaśnego choroba ziemniaczana
Clostridium w produktach mącznych i ziemniaczanych na drodze fermentacji (kwas masłowy,
aceton, butanol)
Serratia marcescens czerwony pigment na chlebie
Penicillium, Fusarium na pieczywie zielone lub różowe plamy
- wytwarzanie mykotoksyn przez grzyby pleśniowe
- mąka przechowywana w pomieszczeniach niewłaściwie wentylowanych i o wilgotności
przekraczającej 60% również pleśnieje
Mikrobiologiczny rozkład węglowodanów  pektyny
Wchodzą w skład blaszki środkowej między ścianami komórkowymi u roślin, duże ilości w owocach.
Składają się z długich, nierozgałęzionych łańcuchów kwasu D-galakturonowego.
Są nierozpuszczalne w wodzie.
Enzymy: pektynoesterazy, poligalakturonazy i liazy pektynowe  rozkład do metanolu i monomerów
kwasu galakturonowego.
Rozkład pektyn powoduje mięknięcie owoców i warzyw.
Mikroorganizmy rozkładające pektyny w żywności:
Pseudomonas i Leuconostoc w niskich temperaturach
Erwinia, Flavobacterium
Bacillus, Clostridium
Aspergillus, Penicillium
Mikrobiologiczny rozkład cukrów prostych i dwucukrów
glukoza sacharoza
fruktoza laktoza
ryboza maltoza
deoksyryboza
najczęściej w warunkach beztlenowych
powstają kwasy i alkohole
głównie rozkład zachodzi w sokach, dżemach, syropach i przetworach warzywnych
dotyczy również mięsa i jego przetworów  kwaśnienie
Mikroorganizmy rozkładające mono- i disacharydy w żywności:
drożdże
pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae
Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Acetobacter
grzyby strzępkowe  Aspergillus, Penicillium, Rhizopus
Strona 27 z 53
Mikrobiologiczny rozkład lipidów  jełczenie
W tłuszczach, w których nie ma wody nie rozwijają się drobnoustroje. Natomiast masło i margaryna (do 15%
wody)  ulegają zepsuciu.
TAUSZCZE
lipazy
glicerol wolne kwasy tłuszczowe (zjełczały
zapach i smak)
Mikroorganizmy rozkładające lipidy w żywności:
Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Flavobacterium
Serratia, Proteus, Escherichia, Enterobacter
drożdże  Candida, Torula, Rhodotorula
grzyby strzępkowe  Geotrichum, Cladosporium, Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Fusarium
Mikrobiologiczny rozkład białek w żywności
Białka znajdują się w bardzo wielu produktach spożywczych.
Mikrobiologiczny rozkład białek i ich pochodnych z wytworzeniem związków o nieprzyjemnym
zapachu potocznie nazywa się gniciem.
Przemiany gnilne są widoczne gdy liczba mikroorganizmów wzrośnie do 107-108 komórek/cm2.
Powstający amoniak odpowiada za gnilny zapach, np. mięsa.
Objawy gnicia mięsa:
utrata czerwonej barwy, postępujące szarzenie
pojawienie się kleistości, a następnie śluzu
zmiana zapachu, smaku i tekstury, zmiana barwy na zieloną lub żółtą
PROTEOLIZA: białka
endopeptydazy
peptydy
egzopeptydazy
aminokwasy
już rozkład białka do peptydów  niekorzystne zmiany organoleptyczne, np. gorzki smak mleka na
skutek rozkładu kazeiny (Pseudomonas, Serratia)
Proteolizę przeprowadzają:
- Bacillus, Micrococcus
- Proteus, Pseudomonas
- Clostridium
- Aspergillus, Penicillium
AMINOKWASY
NH3 CO2
HYDROKSYKWASY AMINY
KETOKWASY
KWASY TAUSZCZOWE
Aminy biogenne:
o Występują w wielu artykułach żywnościowych, przede wszystkim wytwarzanych i dojrzewających przy
udziale procesów fermentacyjnych, także nieświeżych lub silnie skażonych mikrobiologicznie.
o Przykłady:
- histydyna histamina (występuje głównie w surowcach rybnych, ale również w
dojrzewających serach, spożycie dużej ilości powoduje zatrucie pokarmowe, silny spadek
ciśnienia krwi)
- lizyna kadaweryna (jad trupi, nieprzyjemny zapach, uszkadza układ krążenia)
- ornityna putrescyna (jad trupi, w dużych stężeniach trująca)
Dekarboksylację przeprowadzają:
- Bacillus, Clostridium - Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus
- Citrobacter, Klebsiella, Escherichia, Proteus, Salmonella, Shigella - Pseudomonas
Strona 28 z 53
DEKARBOKSYLACJA
DEAMINACJA
Substancje odpowiedzialne za nieprzyjemny zapach  rozkład białka:
amoniak  silny gryzący zapach (farby do włosów, zapach moczu przy stanach zapalnych)
skatol  powstaje z rozpadu tryptofanu (aminokwasu), w dużym stężeniu o zapachu fekali,
rozcieńczony ma zapach kwiatowy
indol  powstaje z tryptofanu, zapach fekali, rozcieńczony ma przyjemny zapach, naturalnie występuje
w kwiatach jaśminu i pomarańczy
siarkowodór  powstaje z aminokwasów zawierających S  cystyny, cysteiny, metioniny;
charakterystyczny ostry zapach, próg wyczuwalności w powietrzu od 0,0007 do 0,2 mg/m3; powyżej
4 mg/m3 zapach jest odczuwany jako bardzo silny; silnie trujący; stężenie niebezpieczne dla zdrowia
przyjmuje się 5 mg/m3
Szkodliwe właściwości mięsa gnijącego nie dają się usunąć żadnymi środkami. Gotowanie, zalewanie octem i
stosowanie innych środków jest bezcelowe, ponieważ nawet w przypadku zniknięcia zewnętrznych oznak
rozkładu, jak wygląd i woń  mięso zachowuje właściwości trujące.
Zapobieganie psuciu produktów spożywczych:
o Mięsa nie należy płukać przed włożeniem do lodówki (zwiększenie zawartości wody).
o Krojenie spowoduje migrację drobnoustrojów w głąb tkanki i stworzy lepszy dopływ tlenu co
przyspieszy psucie się mięsa.
o Surowych produktów zwierzęcych nie należy trzymać w bliskim sąsiedztwie gotowych potraw.
o Wędlin w lodówce nie powinno przechowywać się w woreczkach foliowych, celofanie ani w folii
strech.
o Mleko świeże należy przegotować i przechowywać w lodówce nie dłużej niż 48 h. Mleko UHT należy
włożyć do chłodziarki dopiero do otwarciu opakowania.
o Przetwory mleczne (jogurty, kefiry, sery) wymagają bezwzględnie stałych warunków chłodniczych i
swobodnego dostępu powietrza.
o Nie należy myć jaj przed włożeniem do lodówki, dopiero bezpośrednio przed ich użyciem.
o Kaszę, mąkę i jej przetwory należy chronić przede wszystkim przed bezpośrednim działaniem wilgoci i
szkodników. Należy trzymać je w miejscu zaciemnionym, w stałej temperaturze.
o Chleb utrzyma swoje parametry sensoryczne 3-4 miesiące, a wyroby cukiernicze rok.
o Wysychanie pieczywa można ograniczyć zawijając je w folię, może to jednak przyspieszyć pojawienie
się pleśni.
o Olej wymaga zaciemnionych warunków i temperatury przechowywania do 15C, a masło, smalec i
margaryna powinny być umieszczone w lodówce i pozostawać w opakowaniach firmowych, można
włożyć je dodatkowo do pojemników z tworzyw sztucznych.
Naturalne związki zabezpieczające żywność przed zepsuciem:
FITONCYDY  są to substancje produkowane przez rośliny o działaniu bakteriobójczym, grzybobójczym lub
hamującym rozwój mikroorganizmów w tym również wirusów.
Rośliny produkujące fitoncydy:
czosnek  gnieciony ząbek wydziela allicynę o silnym działaniu bakteriobójczym, pochodne siarki
dodatkowo działają przeciwgrzybowo
majeranek  zawiera olejki eteryczne i garbniki; działa bakteriobójczo
kminek  nasiona zawierają olejki eteryczne, flawonoidy, kwasy organiczne, garbniki; działanie
przeciwbakteryjne, przeciwgrzybiczne i przeciwwirusowe
wawrzyn szlachetny (liść laurowy)  olejki eteryczne zawierają garbniki, w dużych ilościach jest
trujący; działanie bakteriobójcze; liście odstraszają szkodniki (wkładane są do szaf, gdzie przechowuje
się żywność)
chrzan  zawiera olejki eteryczne, glikozyd  sinigryna; działanie bakteriobójcze i grzybobójcze; sok
zapobiega kwaśnieniu mleka; jeżeli nie ma lodówki masło, wędliny, mięso można zawinąć w liście
chrzanu
cynamon  otrzymany z wysuszonej kory cynamonowca cejlońskiego, olejek cynamonowy słodkawo-
korzenny, piekący smak; dodawany do żywności, hamuje rozwój bakterii i psucie się żywności, co
czyni go naturalnym konserwantem
gozdziki  wysuszone pąki kwiatowe drzewa gozdzikowego, hamują wzrost bakterii
oregano (lebiodka pospolita)  olejek tymolowy, właściwości dezynfekujące, stosowany do płukania
gardła, hamuje rozwój bakterii w pokarmach.
Strona 29 z 53
NIEKONWENCJONALNE METODY UTRWALANIA ŻYWNOŚCI
Promieniowanie jonizujące
Utrwalanie żywności poprzez jej napromieniowanie zaczęto stosować na początku XX w. w Stanach
Zjednoczonych i Francji.
Stosowano bardzo wysokie dawki w wyniku czego żywność często była radioaktywna.
W drugiej połowie XX w. FAO i WHO uznało napromieniowanie żywności w celu jej utrwalenia jako
bezpieczne przy maksymalnej dawce promieniowania 10 kGy (kilogrey ów).
Radura  symbol znakowania żywności utrwalanej przez napromieniowanie. Dyrektywa Ramowa Komisjii
Europejskiej z 1999 roku, określająca marketing, znakowanie, import i procedury kontrolne, stawia wymóg
widocznego oznakowania takich produktów napisami  napromieniowane oraz znakiem graficznym radura
nawet, jeśli składniki napromieniowane stanowią mniej niż 25% produktu końcowego.
WYKORZYSTANIE PROMIENIOWANIA UV W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM
Promieniowanie UV podzielono na trzy zakresy, przyjmując za podstawę długość fali:
UV-C (100-280 nm)
UV-B (280-315 nm)
UV-A (315-400 nm).
Drobnoustroje mają różną odporność na działanie ultrafioletu. Pojęcie dawki promieniowania UV:
D = E x t
D  dawka promieniowania [mJ/cm2]
E  natężenie promieniowania [mW/cm2]
t  czas naświetlania [s]
Składniki komórki silnie pochłaniające promienie ultrafioletowe:
zasady purynowe
zasady pirymidynowe
aminokwasy aromatyczne białek.
Efekt działania promieni UV na bakterie:
denaturacja lub rozerwanie łańcucha DNA
tworzenie dimerów tyminy i cytozyny  zakłócenia replikacji DNA
pojawianie się wolnych rodników działających utleniająco na inne składniki zawarte w środowisku 
toksyczny wpływ na komórki.
Odporność na bardzo wysokie dawki promieniowania gamma i UV:
rozbudowany i wyjątkowo skuteczny system naprawczy uszkodzonego kwasu DNA  synteza
enzymów zawartych w cytoplazmie umożliwiających błyskawiczną naprawę delikatnych struktur DNA
występowanie w komórce kilku kopii chromosomu bakterii  szansa na odtworzenie z kilku
uszkodzonych kopii chromosomu jednej prawidłowej
mechanizm wyrzucania z komórki uszkodzonych, wadliwych nukleotydów.
Fotoreaktywacja
Polega na odbudowie zniszczonej przez ultrafiolet struktury DNA w obecności odpowiednich enzymów
Ultrafiolet o długości fali 280 nm niszczy te enzymy.
Ultrafiolet o długości 254 nm nie posiada tej zdolności.
Lampy UV niskociśnieniowe emitujące światło monochromatyczne o długości fali 254 nm mają
skuteczność dezynfekcyjną ograniczoną.
W przemyśle promieniowanie UV znajduje zastosowanie do dezynfekcji:
powierzchni urządzeń produkcyjnych
narzędzi
opakowań (foliowych, tekturowych)
ścian, sufitów
powietrza w otoczeniu produkcji oraz całych pomieszczeń, w których odbywa się pakowanie gotowych
wyrobów
powierzchni produktów spożywczych.
Strona 30 z 53
Do obudowy promienników UV stosuje się specjalne szkło kwarcowe, o wysokim współczynniku transmisji dla
promieniowania bakteriobójczego, a absorbujące jednocześnie niepożądane promieniowanie o długości fali
poniżej 200 nm, które tworzy ozon w powietrzu.
Dawki D10 promieniowania UV inaktywujące drobnoustroje
GRUPA DROBNOUSTROJÓW DAWKA D10 [mJ/cm2]
Bakterie (formy wegetatywne) 1  20
Drożdże 2  100
Grzyby pleśniowe 5  150
Glony 300  600
Przyjmuje się, że zastosowanie dawki 30 mJ/cm2 zmniejsza zanieczyszczenie typowymi patogenami o
5 logarytmów, z wyjątkiem Listeria monocytogenes i Salmonella typhimurium, które wymagają dawki
ok. 40 mJ/cm2. Dla pleśni i ich zarodników zalecane dawki UV-C wynoszą 45-65 mJ/cm2.
Skuteczność dezynfekcyjna promieniowania UV zależy od:
stopnia zanieczyszczenia powietrza cząstkami mechanicznymi (gęste ośrodki są nieprzepuszczalne dla
promieni UV)
objętości napromienianego powietrza  drobnoustroje znajdujące się w odległości powyżej 3 m od
zródła nie są już narażone
intensywności ruchu powietrza (cyrkulacja wpływa dodatnio na skuteczność)
długości fal emitowanego promieniowania
czasu napromieniania  30 minutowa ekspozycja
bezpośredniego padania promieniowania
wilgotności powietrza  najkorzystniejsze warunki 30-70% WWP.
Korzyści stosowania promieni UV:
duża skuteczność w niszczeniu bakterii i wirusów
brak możliwości przedawkowania
brak istotnego wpływu pH i temperatury wody na efekt działania
krótki czas kontaktu wymagany do dezaktywacji wirusów i bakterii
dobra skuteczność w usuwaniu zapachu oraz związków organicznych w sprzężonym działaniu z H2O2
lub ozonem
niski koszt inwestycyjny i eksploatacyjny w porównaniu z innymi metodami dezynfekcji
brak kłopotu z chlorem i korozją
stosunkowo małe gabaryty i wynikająca stąd łatwość montażu w nowo budowanych lub istniejących
obiektach.
Promieniowanie UV ma zakres fal od 100 do 400 nm, granicząc z promieniowaniem X i widmem promieni
świetlnych widzialnych. Wyróżnia się następujące zakresy promieniowania UV:
daleki 100 do 280 nm (UVC)
średni 280 do 315 nm (UVB)
bliski 315 do 400 nm (UVA).
W praktyce korzysta się z promieniowania UV-C o długości fali 254 nm, które wywołuje natychmiastową
reakcję fotochemiczną w DNA, inicjującą jego mutacje.
Do inaktywacji różnych mikroorganizmów niezbędne są różne dawki promieniowania, przy czym dawki te
uwzględniają ich fotoreakcję.
Promieniowanie UV-C 254 nm charakteryzuje się słabą przenikliwością w ośrodkach nieprzejrzystych
(wykorzystane tylko do dezynfekcji powierzchniowej).
Pozostałe ograniczenia w stosowaniu promieni UV wynikają z ich silnego absorbowania przez cząstki kurzu i
warstewki wilgoci, a także szybko zmieniający się efekt ich działania wraz ze wzrostem odległości od zródła
promieniowania.
Strona 31 z 53
ZASTOSOWANIE PROMIENIOWANIA X I GAMMA
Do utrwalania żywności stosuje się również promienie X i gamma.
Mechanizm działania promieniowania:
działanie bezpośrednie  absorpcja energii  Teoria tarczy. Następuje błędne podstawianie zasad w
DNA, pękanie wiązań i wypadanie całych odcinków nici.
działanie pośrednie  następują zmiany w środowisku komórki i produkty radiolizy wody przenikają do
komórki powodując zmiany chemiczne jej składników. Wolne rodniki H+ i OH- oraz obecność O2 -
nadtlenków - uszkadza aparat genetyczny lub błonę komórkową.
Reakcje rodnikowe z udziałem składników żywności (białka, cukry, witaminy) prowadzą do utworzenia
chemicznych produktów radiolizy wykrywanych w niewielkich ilościach w napromieniowanych produktach.
Oporność drobnoustrojów na promieniowanie wyraża się wartością D.
D10  jest to dawka konieczna do zabicia 90% populacji drobnoustrojów mierzona w [Gy].
Dawka promieniowania do 2 kGy obniża liczbę drobnoustrojów o 3-4 logarytmy
1 kGy (kilogrej) = 1000 Gy
Promieniowanie inaktywuje mikroorganizmy oraz zabija pasożyty obecne w żywności poprzez uszkodzenie
DNA i błony komórkowej.
Zasięg promieniowania jonizującego:
promieniowanie alfa  warstwa papieru jako osłona
promieniowanie beta  warstwa około 1 cm aluminium lub szkła akrylowego jako osłona
promieniowanie gamma i rentgena  materiały o dużej gęstości (np. ołów) jako osłona.
Napromieniowanie produktów spożywczych jest dopuszczone wyłącznie w celu:
eliminacji lub redukcji drobnoustrojów chorobotwórczych do poziomu zapewniającego bezpieczeństwo
konsumpcji
zapobiegania psuciu się żywności poprzez eliminację bakterii, pleśni, grzybów i pasożytów
powodujących jej rozkład
przedłużenia okresu składowania świeżych owoców i warzyw poprzez hamowanie naturalnych
procesów biologicznych związanych z dojrzewaniem, kiełkowaniem czy starzeniem się tych środków
spożywczych.
Do atutów radiacyjnej metody konserwacji żywności można zaliczyć:
działa skutecznie w całej masie produktu
prowadzona jest w temperaturze pokojowej i w opakowaniu zabezpieczającym przed wtórną infekcją
możliwość łączenia napromieniowania z innymi metodami konserwacji, np. zamrażaniem czy
stosowaniem kontrolowanej atmosfery
jest to metoda przyjazna dla środowiska w odróżnieniu od metod chemicznych z zastosowaniem
fumigantów.
Promieniowanie gamma  zalety:
bogate w energię
wnikają głęboko
można stosować do żywności w opakowaniach w puszkach metalowych i z tworzyw sztucznych.
Czynniki wpływające na efekt końcowy promieni jonizujących:
1. Gatunek drobnoustroju  najbardziej oporne przetrwalniki bakterii, następnie wirusy (10-50 Gy),
drożdże, pleśnie, bakterie G (+), pałeczki Gram (-)
- Micrococcus radiodurans syn. Deinococcus radiodurans  wyjątkowo radiooporny,
wytrzymuje dawkę 5000 Gy, napromieniowanie jednorazową dawką 15 000 Gy niszczy
bakterię
- Streptococcus faecium  średnio oporny
- toksyny w produktach są również oporne
Strona 32 z 53
2. Liczba komórek  im większa tym większa dawka promieniowania.
Wiek hodowli (logarytmiczna faza rozwoju komórek jest najbardziej wrażliwa).
Rodzaj podłoża hodowlanego i sposób przechowywania po napromieniowaniu.
3. Środowisko  im bardziej złożone tym większe jest działanie ochronne drobnoustrojów. Największą
wrażliwość komórki wykazują w roztworze 0,9 NaCl lub w buforze.
4. Temperatura  im wyższa tym silniejsze działanie promieniowania.
5. Faza gazowa i woda  wilgotne komórki są bardziej radiowrażliwe niż wysuszone.
6. Składniki uczulające na działanie promieniowania.
1 Gy = 1 J/ 1 kg
1 rad = 0,01 Gy
1 kGy = 1 000 Gy
Jest to ilość energii promieniowania (w dżulach) pochłoniętej przez 1 kilogram materii (produktu).
Jednorazowe napromieniowanie całego ciała człowieka dawką co najmniej 5 Gy zazwyczaj prowadzi do śmierci
w ciągu 14 dni.
Najważniejsze cele napromieniowania żywności:
- zmniejszenie strat produktów spożywczych na skutek działania mikroorganizmów, szkodników, a także
procesów fizjologicznych i działania enzymów (np. przedłużenie okresu świeżości, opóznienie
dojrzewania owoców i warzyw)
- poprawa jakości mikrobiologicznej i redukcja mikroflory patogennej (Salmonella, Campylobacter,
Escherichia coli 0157:H7, Listeria monocytogenes, Shigella i inne)
- uzyskanie sterylnych produktów spożywczych, które mogą być przechowywane przez długi czas w
temp. pokojowej (np. dla pacjentów o zmniejszonej odporności immunologicznej, kosmonautów)
- skrócenie okresu kwarantanny importowanych owoców tropikalnych (np. mango, papaja) i
zapobieganie rozprzestrzenianiu się groznych owadów
W technologii napromieniowania żywności wyróżnia się trzy poziomy dawek:
- dawki niskie, poniżej 1 kGy, mogą być stosowanie m.in. do hamowania procesu kiełkowania
ziemniaków, cebuli, czosnku, niszczenia insektów zbożowych, przedłużenia okresu dojrzewania
owoców tropikalnych i skrócenia czasu ich kwarantanny
- dawki średnie, zakres od 1 do 10 kGy, do niszczenia chorobotwórczych mikroorganizmów: Salmonella,
Campylobacter, Yersinia, Escherichia coli 0157:H7, Listeria monocytogenes, Shigella i inne w mięsie,
drobiu i rybach oraz ograniczenia rozwoju pleśni w truskawkach i innych owocach
- dawki wysokie, powyżej 10 kGy, wykorzystywane są do higienizacji przypraw ziołowych i
warzywnych oraz wyjaławiania żywności dla określonych celów
Raduryzacja  metoda niszczenia lub inaktywowania mikroflory saprofitycznej w żywności, hamuje
kiełkowanie np. cebuli, ziemniaków, niszczy owady i pasożyty przy użyciu małej dawki promieniowania
jonizującego (do 1 kGy), w celu przedłużania przydatności żywności do spożycia. Dla pełnego utrwalenia
żywności stosuje się łączenie z konwencjonalnymi metodami, np. z pasteryzacją, soleniem, chłodzeniem.
Radycydacja  następuje redukcja bakterii chorobotwórczych oraz ograniczenie produkcji toksyn (jadu
kiełbasianego) działając średnimi dawkami (1-10 kGy) promieniowania. Zwłaszcza do utrwalania żywności o
niskiej aktywności wody (aw < 0,6) zanieczyszczonej mikroflorą patogenną z rodzaju Salmonella i Clostridium,
co eliminuje ryzyko zatrucia.
Radapertyzacja  sterylizacja radiacyjna, całkowite zniszczenie mikroflory i form przetrwalnikowych, w
hermetycznie opakowanych produktach spożywczych przez zastosowanie najwyższych dopuszczalnych dawek
promieniowania jonizującego. Przedłuża termin przydatności do spożycia, opóznia proces psucia i pozwala
przechowywać je w temp. pokojowej.
Strona 33 z 53
yródła promieniowania jonizującego do utrwalania żywności
Przyjęte przez Międzynarodową Komicję Kodeksu Żywnościowego oraz Międzynarodowe Zalecenia Odnośnie
Zasad Eksploatacji Urządzeń Radiacyjnych definiują zródła promieniowania:
60
zródła izotopowe emitujące promienie gamma z izotopów promieniotwórczych Co (średnia energia
fotonów 1,25 MeV) lub 137Cs (średnia energia fotonów 0,52 MeV)
urządzenia elektryczne wytwarzające promieniowanie X (rzadko stosowane)
akceleratory elektronów o energii do 10 MeV.
Lista produktów spożywczych, które można w Polsce poddawać jonizacji radiacyjnej
PRODUKT EFEKT DAWKA [kGy]
ziemniaki 0,025-0,10
cebula hamowanie kiełkowania do 0,06
czosnek 0,03-0,15
pieczarki hamowanie wzrostu i procesu starzenia 1,00
przyprawy suszone 10,00
pieczarki suszone obniżenie ilości zanieczyszczeń biologicznych 1,00
warzywa suszone 1,00
Pieczarki szybką więdną, jednak po napromieniowaniu zachowują bardzo długo swój zdrowy wygląd i
właściwości, a ich spożywanie nie stanowi najmniejszego zagrożenia dla życia człowieka.
Komitet Ekspertów FAO/EHO/IAEA stwierdził:
napromieniowanie nie wprowadza zmian składników żywności, które z toksykologicznego punktu
widzenia mogłyby wpływać niekorzystnie na zdrowie człowieka
napromieniowanie nie wywołuje zmian mikroflory żywności, które zwiększałyby zagrożenie
mikrobiologiczne dla konsumenta
napromieniowanie nie powoduje strat składników odżywczych żywności, które z punktu widzenia
żywienia mogłyby niekorzystnie wpłynąć na jednostkę i całą populację.
Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (International Atomic Energy Agency  IAEA), co roku
w światowym obrocie żywnością znajduje się kilkaset tysięcy ton napromieniowanej żywności.
Inne spojrzenie na napromieniowanie żywności
Żywność zawiera karbofurany, które zostają wygenerowane w trakcie napromieniowywania. Jest to silnie
toksyczny, uważany za karcynogenny, związek chemiczny. Szczególnie podatne na tworzenie się tych związków
są owoce. Inne związki powstające w tym procesie łączone z nowotworami i defektami płodów to benzen,
tolueny i metyloketony. Powstają ogromne ilości wolnych rodników. Równolegle niszczone są antyoksydanty i
enzymy, co tylko potęguje to wielce niekorzystne zjawisko. Smak niektórych produktów również ulega zmianie.
Wady i skutki promieniowania jonizacyjnego:
napromieniowanie nie usuwa w pełni toksyn; wzmożone wytwarzanie aflatoksyn w wyniku
napromieniowania zaobserwowano po raz pierwszy w roku 1973
w wyniku napromieniowania niszczone są witaminy A, C, D, E, K oraz witaminy z grupy B, zwłaszcza
B1, B2, B3, B6 i B12; ilość zniszczonych witamin zależy od rodzaju żywności i dawki promieniowania
soki owocowe tracą więcej niż świeże owoce, zaś te ostatnie więcej niż warzywa, ziarno i produkty
mięsne.
NIEKONWENCJONALNE METODY UTRWALANIA ŻYWNOŚCI
Przedłużenie trwałości produktów spożywczych  inaktywacja mikroorganizmów.
Współcześnie  duże zapotrzebowanie na żywność minimalnie przetworzoną  ograniczony wpływ utrwalania
na właściwości sensoryczne i odżywcze.
Konwencjonalne metody:
o obróbka termiczna, zamrażanie, suszenie  pogorszenie wartości odżywczych i organoleptycznych
o utrwalanie chemiczne  pojawienie się substancji nie występujących naturalnie, często mających
szkodliwy wpływ na organizm człowieka
Strona 34 z 53
Alternatywa  niekonwencjonalne, fizyczne metody inaktywacji mikroorganizmów, pozwalające zachować
większość cech produktu świeżego, przy minimalnej utracie wartości odżywczych.
o pulsujące pole elektryczne (PPE/PEF)
o pulsujące pole magnetyczne
o pulsujące światło (PL)
o promieniowanie mikrofalowe
o ultradzwięki (US)
o wysokie ciśnienie (presuryzacja, paskalizacja)
o usuwanie drobnoustrojów metodą: wirowania i filtrowania
PULSUJCE POLE ELEKTRYCZNE (PPE/PEF)
Poddanie żywności krótkotrwałym impulsom elektrycznym o wysokiej intensywności, powodującym
uszkodzenie błon komórkowych bakterii.
Impulsy prądu o bardzo wysokim napięciu wytwarzają znaczną różnicę potencjałów pól elektrycznych
między zewnętrzną a wewnętrzną warstwą błony cytoplazmatycznej.
Wartość wytworzonego potencjału 1V (wartość krytyczna)  uszkodzenie błon komórkowych.
Stosowane napięcia  od 10 do 50 kV/cm.
Wyższe napięcie  krótszy czas ekspozycji produktów na działanie PPE.
Elektroporacja błony komórkowej  powstawanie lub wzrost natywnych, już istniejących, porów
membranowych.
Pory wypełniają się przewodzącymi prąd roztworami białek i lipidów. Przewodzenie prądu utrata
ładunku przez błony i dekompozycja ich struktury.
Wzrost wytworzonego potencjału:
o zwiększenie wielkości i liczby powstających w niej por
o nieodwracalność zmian.
Efekt: mechaniczna destrukcja błony cytoplazmatycznej i śmierć komórki.
uszkodzona błona komórkowa
!
większa przepuszczalność dla małych cząsteczek
!
wyrównanie ciśnienia osmotycznego pomiędzy środowiskiem, a zawartością komórki
!
pęcznienie komórki i jej ewentualne zniszczenie
Letalne działanie PPE na drobnoustroje  zależne od właściwości:
o pola (natężenie, częstotliwość pulsów, czas ekspozycji)
o drobnoustrojów (gatunek, koncentracja, stadium)
o produktu (przenikalność elektryczna, temperatura, pH).
Eliminacja różnych drobnoustrojów  różne napięcia i liczby pulsów.
Wzrost skuteczności destrukcji drobnoustrojów:
o obniżenie pH produktu
o podwyższenie temperatury (spory: 80C)
o traktowanie lizozymem, EDTA.
Zastosowanie prądu elektrycznego (PPE) w przetwórstwie żywności:
o 1920 r.  pasteryzacja mleka przy użyciu zmiennego prądu elektrycznego o niskiej
częstotliwości
o 1986 r.  systemy pilotowe  sterylizacja żywności oraz ekstrakcja olejów i tłuszczów
jadalnych
o Aktualnie  przede wszystkim płyny  mleko, soki, płynna masa jajeczna.
Stosowanie PPE  korzyści:
o redukcja liczby drobnoustrojów w żywności o 2,5-5 log  tylko formy wegetatywne!
o zachowanie właściwości odżywczych produktu
o nieznaczne zmiany organoleptyczne
o skrócenie czasu niektórych operacji, np. suszenia > 20% i obniżenie temp. medium suszącego
 lepsza jakość produktu, niższa energochłonność procesu.
Bariery ograniczające wprowadzenie PPE na skalę przemysłową:
o preferencje konsumentów
o relatywnie wysokie koszty inwestycyjne
o dostępność przemysłowych systemów generujących pulsacyjne pola elektryczne.
Strona 35 z 53
PULSUJCE POLE MAGNETYCZNE
Silnie pole magnetyczne (natężenie 5-50 T [tesli])  inaktywacja form wegetatywnych drobnoustrojów.
Parametry:
o częstotliwość pola: od 5 do 500 kHz
o czas jednego impulsu: od 10 źs do 1 ms
Ograniczenie ryzyka przegrzania się produktu: wzrost temp. o 2-5C.
Technika mało poznana:
o mechanizm działania: prawdopodobnie niszczenie DNA (nieodwracalne)
o oddziaływanie na składniki chemiczne żywności, jej jakość  niewiele danych; zmiany
sensoryczne  w ograniczonym stopniu
Zastosowanie: pasteryzacja płynów, dodatkowa obróbka zapakowanych produktów pasteryzowanych 
przedłużenie trwałości.
Zaleta: niskie zapotrzebowanie na energię.
PULSUJCE ŚWIATAO (PL  pulsed light)
lampa ksenonowa  intensywne impulsy światła
długość fal  zakres od ultrafioletu do podczerwieni (od ok. 200 nm do 1100nm)
czas impulsu: 300źs
intensywność: 0,01  50 J/cm2
Zalety:
o światło pulsujące  bardziej efektywne niż stałe naświetlanie  zwielokrotniona energia
impulsu
o impulsy PL przenikają głębiej i mają wyższą intensywność niż UV
o brak zmian organoleptycznych wywołanych wysoką temp. (nagrzewanie powierzchni)
o skuteczna redukcja form wegetatywnych i przetrwalnych.
Ograniczenia:
o głębokość przenikania impulsów  niewielka (2 źm w żywności nieprzezroczystej)
Zastosowanie  wyjaławianie powierzchniowe:
- gładkie powierzchnie  redukcja o 7-9 log w czasie ułamka s, 1J/cm2  opakowania
- powierzchnie nieregularne (żywność)  redukcja o 1-3 log  przedłużanie trwałości
mięsa, owoców morza, pieczywa
- płyny nieprzezroczyste  mniejsza skuteczność
o konieczność długiego naświetlania  zbyt wysoka temp.  nieakceptowalne zmiany
organoleptyczne lub zniszczenie produktu
Czynniki wpływające na obniżenie skuteczności procesu:
o skład żywności  obecność białek, tłuszczów
o wysoka liczebność mikroorganizmów.
PROMIENIOWANIE MIKROFALOWE
Fale elektromagnetyczne o częstotliwości od 300 MHz do 300 GHz  działanie bakteriobójcze
(sterylizacja sprzętu medycznego, odpadów szpitalnych).
Inaktywacja patogenów w żywności  w stadium wegetatywnym (Salmonella, Listeria, Campylobacter)
i przetrwalnym (Clostridium, Bacillus).
Mechanizmy działania:
o efekt termalny  wynik generowanej w trakcie procesu wysokiej temperatury
o efekt nie-termalny  specyficzny wyłącznie dla promieniowania mikrofalowego,
odpowiedzialny za zniszczenie mikroorganizmów w temperaturze nie przekraczającej ich
punktu śmierci termicznej (dyskusyjny, są wyniki potwierdzające możliwość inhibicji
drobnoustrojów w temp. < 45C).
Skuteczność:
o moc, częstotliwość i czas działania mikrofal
o temperatura
o skład chemiczny produktu
o jego objętość
o struktura
o pH
o zawartość wody.
Niska aktywność wody i wysoka zawartość tłuszczu  wzrost termooporności mikroorganizmów.
Skuteczność ogrzewania maleje wraz z grubością warstwy żywności.
Ryzyko niedostatecznej pasteryzacji  krótki czas działania, nierównomierny rozkład temperatury.
Strona 36 z 53
Utrwalanie soków  szybki czas działania w porównaniu z tradycyjną pasteryzacją, brak zmian
organoleptycznych.
Zastosowanie  ograniczone, wysokie koszty inwestycyjne i eksploatacji, do utrwalania żywności
drogiej.
Kuchenki mikrofalowe:
o moc od 700 do 1000 W
o częstotliwość fal od 500 MHz do 150 GHz (najczęściej 2450 MHz)
o niszczenie form wegetatywnych drobnoustrojów po 5 min (drobnoustroje chorobotwórcze)
o przetrwalniki  moc 1400 W, 10-20 minut, środowisko wodne.
ULTRADyWIKI (US)
Wibracje powietrza o częstotliwości od 20 kHz do 100 MHz, a także wywołane nimi fale mechaniczne
propagowane w ciałach stałych, cieczach oraz gazach, innych niż powietrze.
Ultradzwięki w przemyśle spożywczym:
o o niskim natężeniu, poniżej 1 W/cm2 (przy częstotliwości powyżej 100 kHz) nie powodują
fizycznych i chemicznych zmian w materiale, przez który przechodzą
o o wysokim natężeniu, od 1 do 1000 W/cm2 (przy częstotliwości 18-100 kHz)  fizyczne
zniszczenia materiału, stosowane do inaktywacji mikroorganizmów i enzymów.
Wykorzystanie zdolności fal ultradzwiękowych o dużej mocy i małej częstotliwości (20-100 kHz) do
wywoływania efektu kawitacji  powstawanie pęcherzyków wypełnionych gazem
!
implozja pęcherzyków
!
wysoka temperatura (5000C) i ciśnienie
!
dezintegracja ścian i błon komórkowych, inaktywacja mikroorganizmów
Ultradzwięki:
o drobnoustroje  bardzo różna odporność na US  spory i wirusy trudne do zniszczenia
o G+ oraz małe, okrągłe komórki  bardziej odporne.
Zalety:
o szybkie, precyzyjne, nieinwazyjne działanie
o wspomaganie procesów technologicznych
o niższy koszt eksploatacji (w porównaniu z konwencjonalnymi).
Metoda w stadium eksperymentalnym:
o może wywoływać zmiany właściwości organoleptycznych produktów (denaturacja białek,
zmiany lepkości soków), ale nie stwarza zagrożenia dla konsumenta
o w połączeniu z innymi metodami  wysoka skuteczność bakteriobójcza.
WYSOKIE CIŚNIENIE HYDROSTATYCZNE HHP, HPP (high hydrostatic pressure, hydrostatic
pressure processing)
Poddawanie żywności działaniu wysokiego ciśnienia w komorach wypełnionych wodą lub innymi
płynami.
Letalne lub subletalne uszkodzenia komórek patogennych drobnoustrojów oraz mikroflory gnilnej.
Produkty po zadziałaniu wysokim ciśnieniem (300-700 MPa):
o zmniejszają objętość (10-15%)
o rośnie ich temp.  o 3C przy kolejnych 100 MPa.
Charakter zmian  przejściowy  po ustąpieniu presji ciśnienia objętość i temp. wraca do stanu
pierwotnego.
HHP  inaktywacja drobnoustrojów:
o uszkodzenie błony cytoplazmatycznej (lipidy)
o zmiany struktury przestrzennej cząsteczek (rozfałdowania)  po ustąpieniu ciśnienia
przywrócona w odmiennej konfiguracji  zmiana wcześniejszych właściwości, np. utrata
trójwymiarowej struktury cząsteczek enzymów  równoznaczna z inaktywacją
o zmiany w drugorzędowej i trzeciorzędowej strukturze białek
o destrukcja ściany komórkowej
o inaktywacja DNA i RNA.
Spory bakterii  bardziej oporne, konieczność zastosowania ciśnienia > 700 MPa  inaktywacja
enzymów uczestniczących w ich kiełkowaniu.
W warunkach ciśnienia < 300 MPa spory mogą kiełkować (aktywacja)  wzrost wrażliwości na
fizyczne lub chemiczne środki antybakteryjne.
Strona 37 z 53
Inaktywacja spor  konieczna w żywności o pH wyższym od 4,6.
Spory Bacillus są bardziej wrażliwe niż Clostridium.
Skuteczność metody  czynniki:
a. morfologia i szczep bakterii
- bakterie G- i o kształcie pałeczki  bardziej wrażliwe na działanie ciśnienia, niż G+ i
ziarniaki
- różne szczepy w obrębie gatunku  inna wrażliwość
- wrażliwe na działanie temperatury, a oporne na ciśnienie i odwrotnie
b. cechy produktu
- wzrost oporności na działanie ciśnienia  stała konsystencja produktu, niższy aw i
wyższe pH
c. parametry procesu
- wzrost ciśnienia, temperatury i czasu oddziaływania  wyższa skuteczność destrukcji
(czas  najmniejsze znaczenie)
- łączenie czynników chemicznych i fizycznych zwiększa skuteczność niszczenia
mikroorganizmów.
Produkty utrwalane HHP:
o soki owocowe, dżemy, sosy, ryż, ciasta i desery (Japonia)
o gotowana szynka plasterkowana (Hiszpania)
o sok jabłkowy i pomarańczowy (Portugalia, Francja)
o ostrygi (USA)
o przetwory mięsne (Niemcy, Włochy, Australia).
NIEKONWENCJONALNE METODY UTRWALANIA ŻYWNOŚCI
Mechaniczne usuwanie drobnoustrojów
1. wirowanie (baktofugacja)  specjalne wirówki (baktofugatory), przyspieszenie odśrodkowe 20-50 tys.
razy większe od ziemskiego
o Wykorzystanie: do oddzielenia mikroflory od mleka (99-99,9%)  efekt porównywalny z
pasteryzacją.
o Skuteczność wirowania  czynniki:
techniczne parametry wirówki (średnica bębna, temperatura, liczba obrotów  nawet
15-20 tys. obr./min.)
właściwości produktu (gęstość, lepkość)
charakter mikroflory (wielkość i gęstość komórek)
o Gęstość komórek bakteryjnych:
różnice od 0,89 do 1,40 g/cm3
z reguły > 1 g/cm3  wyższa niż gęstość wody
spory  większa gęstość niż formy wegetatywne  łatwiejsze odwirowywanie
2. filtrowanie  użycie specjalnych filtrów, zatrzymujących mikroorganizmy
o stosowane do produktów wrażliwych na działanie wysokich temperatur  zimna sterylizacja
o woda, soki, piwo, wino
o wykorzystanie: klarowanie wina i moszczy połączone z usuwanie drobnoustrojów  prasy
filtracyjne
o Konieczność zachowania aseptycznych warunków:
wyjałowienie filtrów (para wodna) i pojemników
wykluczenie reinfekcji filtratu przy rozlewaniu.
Inne metody mechaniczne
Klarowanie  dodawanie do żywności białka jaja, żelatyny, ziemi okrzemkowej  powodują szybkie
wytrącanie zmętnień wraz z drobnoustrojami w postaci osadu; może być stosowane w połączeniu z
filtracją.
Entoleter  urządzenie do niszczenia szkodników zbożowo-mącznych we wszystkich stadiach
rozwojowych (jaja, larwy, owady) w zbożu i mące.
o wirnik  uderzenie o ściany aparatu  zabicie szkodników.
Strona 38 z 53
Substancje mało agresywne lub obojętne jako czynniki utrwalające żywność
tłuszcz
alkohol etylowy
gazy
TAUSZCZ jako czynnik utrwalający:
tłuszcz w przemyśle spożywczym  rola smakowo-odżywcza
drobnoustroje nie rozwijają się w czystym tłuszczu (niezbędna woda)
Operacje technologiczne:
zmaślanie
smażenie w tłuszczu
przygotowywanie np. śledzi w oliwie lub niektórych warzyw w tłuszczu
!
koncentracja tłuszczu w żywności kosztem zawartości i dostępności w niej wody
!
ograniczenie rozwoju drobnoustrojów i zwiększenie trwałości mikrobiologicznej produktu
konserwy  tłuszcz (olej roślinny) jako faza ciekł produktu  smak i zwiększanie trwałości
szproty, sardynki w oleju  długa trwałość nawet po otwarciu hermetycznego pojemnika
Uwaga: łatwe utlenianie tłuszczu, obniżona trwałość produktu.
ETANOL jako czynnik utrwalający:
Alkohol etylowy
inhibitor wzrostu, prowadzi do:
o uszkodzeń DNA
o inaktywacji enzymów
o zaburzeń składu lipidowego błony komórkowej
słabe działanie bakteriobójcze, najwyższa skuteczność  stężenie ok. 70%
skuteczne hamowanie drożdży i pleśni
Metody konserwowania za pomocą etanolu:
naturalne  wytworzenie alkoholu w produkcie w wyniku fermentacji alkoholowej, np. produkcja win
sztuczne  dodanie 96% spirytusu w celu utrwalenia, np. soków owocowych (otrzymywanie tzw.
morsów, 16-20% alkoholu)
kombinowane  łączy naturalne i sztuczne konserwowanie:
o doprawienie win spirytusem do ok. 18-21% objętości etanolu  wyższa trwałość
o wczesne zahamowanie procesu fermentacji soku gronowego znacznym dodatkiem alkoholu w
produkcji tzw. misteli, używanej do dosładzania win deserowych
Systemy pakowania w mieszaninie gazów: pakowanie próżniowe i w modyfikowanej atmosferze
Najprostsza forma modyfikowania atmosfery  usunięcie powietrza i przechowywanie żywności w warunkach
próżniowych.
PAKOWANIE PRÓŻNIOWE (vaccum packaging)
Umieszczenie produktu w opakowaniu, usunięcie powietrza z opakowania i szczelne zamknięcie  zahamowanie
lub spowolnienie przemian żywności wywołanych obecnością tlenu.
Psucie się żywności w warunkach tlenowych:
utlenianie składników produktu:
o tłuszczów
o kwasu L-askorbinowego, witaminy E, beta-karotenu
o barwników i niektórych aminokwasów
o reakcje enzymatycznego brązowienia
rozwój drobnoustrojów tlenowych.
EFEKT: niekorzystne zmiany sensoryczne w żywności, szczególnie jej smaku i zapachu.
Strona 39 z 53
Zalety pakowania próżniowego:
wydłużenie okresu trwałości poprzez zahamowanie:
o procesów utleniania tłuszczów
o wzrostu drobnoustrojów tlenowych: drożdży, pleśni, gronkowców, paciorkowców z rodziny
Enterococcus
o działania enzymów
zapobieganie wysychaniu produktów (tzw. osuszka), utracie i mieszaniu się aromatów, stratom masy
zwiększenie dyspozycyjności podczas dystrybucji
polepszenie warunków prezentacji produktów w ladach chłodniczych
Wady pakowania próżniowego:
może powodować znaczące ilości wycieku, który pogarsza wygląd pakowanego mięsa (zapobieganie 
stosowanie ściśle przylegających folii  brak miejsca do zbierania się wycieku)
poprzez fizyczne oddziaływanie otaczającego ciśnienia  naruszanie struktury produktów miękkich 
sery twarogowe, pasztety
stwarza lepsze warunki dla rozwoju bezwzględnych lub względnych beztlenowców, powodujących
zatrucia pokarmowe
Zastosowanie:
kawa ziarnista, mielona, orzeszki ziemne
przetwory mięsne, sery wędzone
wędliny plasterkowane
duże (kilkukilogramowe) bloki szynki pasteryzowanej
duże fragmenty mięsa wołowego (ok. 10kg)
PAKOWANIE W ATMOSFERZE MODYFIKOWANEJ MAP (modyfied atmosphere packaging)
Powietrze w opakowaniu zastępowane jest przez gaz obojętny lub mieszaniną gazów.
Zalety MAP:
zachowanie jakości, świeżości i smaku żywności
hamowanie rozmnażania się mikroorganizmów
redukcja procesów utleniania
ochrona suchych produktów przed wilgocią, wrażliwych przed deformacją, krojonych przed
sklejaniem się
Najczęstsze składniki mieszanki gazowej: dwutlenek węgla, azot, niewielka domieszka tlenu.
CO2, koncentracja 20-60%
Działanie bakteriostatyczne zależne od:
o rodzaju, liczby i fazy wzrostu mikroorganizmów
o stężenia i objętości gazu w opakowaniu
o barierowości opakowania
o temperatury, pH i wilgotności
N2, azot
o gaz obojętny, wypełniający, redukujący zmiany stężenia innych gazów w opakowaniu,
utrzymujący kształt opakowania po rozpuszczeniu części CO2 w produkcie
o stężenie od 10 do 85%
o brak działania bakteriobójczego
O2, tlen
o gaz niepożądany w opakowaniach produktów mleczarskich
o umożliwia rozwój bakterii tlenowych
o stymuluje procesy utleniania tłuszczu
o przy poziomie < 2% hamuje procesy utleniania i powstawanie jełkiego zapachu
SO2, dwutlenek siarki
o powstrzymuje rozwój bakterii, utlenianie tłuszczów i zmianę barwy produktu
o owoce miękkie i suszone
o soki, wina, marynaty
o stężenie 0,1-0,2% - konieczność usuwania związków siarki z produktu
o nadmiar SO2  zmiana barwy, aromatu i smaku
Strona 40 z 53
Skład gazów dobiera się indywidualnie dla każdego rodzaju produktu.
Proporcje składników MA są stałe tylko na początku  zmiany następują na drodze przenikania gazów z
zewnątrz w trakcie przechowywania oraz oddychania produktu.
System CAP  controlled atmosphere packaging
w ładowniach, magazynach lub kontenerach  stężenie gazów ustalone do modyfikowania atmosfery
jest utrzymywane przez cały okres przechowywania poprzez monitorowanie i korygowanie
opakowania zbiorcze, transportowe
niezależnie od CAP, pomieszczenia te są również chłodzone
Materiały opakowaniowe próżniowe i MAP:
ochrona produktu przed zanieczyszczeniem mikrobiologicznym i chemicznym
wysoka wytrzymałość mechaniczna, odporność na przebicie, łatwość zgrzewania  szczelność
opakowań (jakość zgrzewu)
odpowiednia barierowość  niski współczynnik przepuszczalności dla pary wodnej i tlenu
ale: wysoka barierowość  nie zawsze pożądana: produkty oddychające (sery dojrzewające) 
utrudniony dostęp tlenu z zewnątrz, możliwość wydostawania się CO2 z opakowania
Temperatura przechowywania produktów pakowanych próżniowo i MAP  jak dla produktów surowych, bez
opakowania. Dla większości produktów  temp. chłodnicza 3-5C.
Pakowanie próżniowe i MAP  wykorzystanie:
a. przemysł mleczarski  twarogi i twarożki, sery podpuszczkowe, napoje fermentowane, mleko
w proszku
Sery twarogowe: trwałość
- pakowane tradycyjnie 2-3 dni
- pakowane próżniowo 10-14 dni
- pakowane metodą MAP 21-30 dni
Najlepszy efekt: stężenie CO2  80-100%.
b. przemysł mięsny:
o opakowania zbiorcze i konsumenckie świeżego mięsa
o wędliny w całości i plasterkowane
o drób świeży i po obróbce termicznej
o dania gotowe i garmażeryjne
Obecność tlenu w MAP  niewskazana (utlenianie i jełczenie tłuszczu, zmiana barwy, aromatu,
kruchości, soczystości, rozwój bakterii tlenowych).
Wyjątek  świeże mięso:
o zawartość tlenu do 80%
o zapewnia jasnoczerwoną barwę mięsa.
W opakowaniu MAP trwałość mięsa oraz jego barwa zależna jest od stężenia tlenu
zastosowanego w opakowaniu.
Spadek zawartości tlenu  wydłużenie okresu trwałości przy jednoczesnym pogorszeniu barwy
Produkty zapakowanie próżniowo  najdłuższy okres przydatności do spożycia, ale
nieatrakcyjna barwa.
c. owoce i warzywa  specyficzne wymagania  wysoka wilgotność, oddychanie  zużywanie
tlenu, wydzielanie CO2 i wody
Skład atm. MAP  hamowanie dojrzewania, brązowienia, produkcji etylenu (N2  79-99%;
CO2  0-10%; O2  1-10%).
Strona 41 z 53
OPAKOWANIA AKTYWNE
opakowania tradycyjne pasywne
!
brak oddziaływania na zapakowany produkt
Opakowania aktywne:
Zaplanowane i kontrolowane interakcje opakowanie-produkt; korzystne efekty:
przedłużenie trwałości produktu
zapewnienie jego bezpieczeństwa
zahamowanie jakości na odpowiednim poziomie
polepszenie jego właściwości organoleptycznych
Najważniejsze systemy pakowania aktywnego:
1. substancje pochłaniające i usuwające tlen z atmosfery wewnątrz opakowania
Funkcje:
o redukcja tlenu do ilości zapewniającej zapakowanemu produktowi najwyższą jakość
o ograniczenie zmian oksydacyjnych (zwłaszcza lipidów)
o zahamowanie rozwoju pleśni
o zapobieganie zmianom barwy produktu
Forma:
o saszetki
o wbudowane do materiałów opakowaniowych  etykiety, folie
Pochłaniacze tlenu  wiązanie tlenu przez utlenianie związków żelaza, kwasu askorbinowego.
2. regulacja zawartości etylenu w opakowaniu przez absorpcję na środku utleniającym lub
metaloorganicznym
Etylen  gaz wytwarzany przez niektóre warzywa i owoce podczas ich dojrzewania (katalizuje procesy
dojrzewania, rola hormonu wzrostu).
Działanie negatywne: przyspieszanie dojrzewania  zwiększenie tempa respiracji  mięknięcie owocu,
pojawienie się wad organoleptycznych.
3. włączenie do opakowania substancji wytwarzających lub pochłaniających CO2
CO2 powstaje w opakowaniach na skutek psucia się żywności lub procesów jej oddychania.
CO2 w niektórych przypadkach pożądany (MAP)
układ: generator CO2  absorbent O2 (w produktach wymagających ograniczenia procesów utleniania i
ograniczenia rozwoju mikroorganizmów)
4. zastosowanie regulatorów wilgotności
Desykatory  regulatory wilgotności  zadania:
o obniżanie aw  zahamowanie rozwoju mikroorganizmów
o zapobieganie gromadzeniu się wody powstałej podczas rozmrażania produktów (ryby, mięso)
o usuwanie wody wydzielanej podczas oddychania (świeże warzywa i owoce)
5. zastosowanie konserwantów, substancji bakteriobójczych i przeciwutleniaczy, wydzielanych z
materiału opakowaniowego
PRZECHOWALNICTWO
Przechowalnictwo  zadania:
o poznawanie przyczyn prowadzących do zmian jakości składowanych produktów
o opracowywanie sposobów regulacji zachodzących procesów.
Składowanie  czynność związana z umiejscowieniem wyrobów w określonych warunkach.
Przechowywanie  składowanie wyrobów oraz czynności prowadzące do zachowania ich właściwości
użytkowych w określonych warunkach klimatycznych otoczenia i określonym czasie.
Strona 42 z 53
Magazynowanie: przyjmowanie, pomieszczanie, składowanie, przechowywanie, kontrola, ewidencja,
wydawanie z magazynu wyrobów w określonych warunkach.
WARZYWA
Uprawa warzyw w Polsce:
o łączna powierzchnia uprawy warzyw gruntowych  ok. 180 tys. ha
o zbiory  ok. 4,5-5,0 mln t
o przeznaczenie  głównie rynek wewnętrzny.
Województwo Kujawsko  Pomorskie:
o powierzchnia uprawy 19 828 ha (głównie cebula, marchew, kapusta)
o zbiory  475 943 t.
Średnie spożycie warzyw świeżych na jednego mieszańca w Polsce  ok. 110 kg.
Około 22% spożywanych warzyw pochodzi z długotrwałego przechowywania dla zapewnienia
prawidłowego zaopatrzenia rynku powinno być przechowywane ok. 1200 tys. ton warzyw.
Baza przechowalnicza w Polsce jest niewystarczająca.
Środki UE  powstawanie dużych obiektów przechowalniczych, wyposażonych w nowoczesne
urządzenia do utrzymywania optymalnych warunków oraz linie do przygotowywania towaru na rynek.
Duży % - kopce i zwykłe pomieszczenia gospodarcze.
Nowoczesne przechowywalnie i chłodnie  marchew i cebula.
Kapusta pekińska  nieomal w całości przechowywana w chłodniach z normalną i kontrolowaną
atmosferą.
Konieczność budowy dodatkowych chłodni do przechowywania kapusty głowiastej.
Burak ćwikłowy  dobra jakość po przechowywaniu w kopcach.
W chłodniach  ok. 20% ogólnej ilości warzyw, w chłodniach z kontrolowaną atmosferą < 1%.
Dwukrotne zwiększenie pojemności chłodni do przechowywania warzyw zapewni:
o równomierne zaopatrzenie rynku
o dostarczanie jednolitych pod względem ilościowym i jakościowym partii towaru do supermarketów.
Przechowywanie warzyw  niezbędne dla regularnego zaopatrzenia rynku w świeże warzywa przez cały rok.
Inne sposoby przedłużania okresu spożycia warzyw:
o import
o produkcja pod osłonami
o przetwórstwo warzyw.
Cel przechowywania warzyw:
o ograniczenie do minimum powstających strat ilościowych i jakościowych (od zbioru do konsumpcji).
Straty te zwiększają się wraz z przedłużaniem okresu przechowywania.
Wielkość strat  uzależniona od:
o jakości zebranych warzyw
o warunków utrzymywanych w trakcie przechowywania.
Wartość strat w krajach rozwiniętych wynosi 15%, w krajach rozwijających się ok. 40%, w skali globalnej 35%.
Straty przechowalnicze:
o ubytki naturalne  straty masy na skutek naturalnych procesów życiowych (transpiracja, oddychanie).
Zachodzą w każdych warunkach.
o ubytki nadzwyczajne  spowodowane czynnikami losowymi (awaria urządzeń chłodniczych,
zaniedbania personelu)
ODPADY
o Całkowita utrata przydatności handlowej (skutek procesów chorobowych)  odpady nieużyteczne,
nieprzydatne nawet na paszę.
o Częściowa utrata jakości (np. na skutek więdnięcia)  odpady użyteczne  na paszę lub do konsumpcji
jako towar niższych klas jakościowych.
Strona 43 z 53
BIOLOGICZNE PODSTAWY TRWAAOŚCI WARZYW
Wartość przechowalnicza warzyw  zespół cech charakteryzujących warzywa do przechowywania.
Zdolność przechowalnicza  cecha genetycznie utrwalona, decydująca o przydatności warzyw do
przechowywania.
Przydatność przechowalnicza  zdolność przechowalnicza gatunku z uwzględnieniem dojrzałości zbiorczej i
jakości.
Trwałość przechowalnicza  zespół cech decydujących o długości okresu przechowywania  największe
znaczenie praktyczne.
Podział warzyw na 3 grupy:
o trwałe
o średnio trwałe
o nietrwałe (krótkotrwałe).
a) Warzywa trwałe ( 3  12 miesięcy):
niska aktywność metaboliczna
wysoka zawartość suchej masy
kształt kulisty lub cylindryczny
ścisła i zwarta budowa tkanek
część jadalna  korzenie zapasowe, zgrubienia, główki, cebule
ochrona przed infekcją, ograniczenie parowania:
- skórka skorkowaciała lub pokryta woskowym nalotem
- łuski okrywające (cebula, czosnek)
odporność na niską temperaturę (także < 0C)
burak ćwikłowy, marchew, pietruszka, seler korzeniowy, cebula, kapusta głowiasta, czosnek, por
b) Warzywa średnio trwałe (2 tygodnie  6 miesięcy):
wyższa intensywność oddychania
część jadalna:
- owoce  pomidor, papryka
- kwiatostan  kalafior, brokuły
- liście  kapusta pekińska, brukselka, jarmuż
wrażliwość na niską temperaturę  optymalna 10C
niektóre gatunki (pomidor)  wydzielanie dużych ilości etylenu w czasie dojrzewania  nie
mogą mieć kontaktu z warzywami wrażliwymi na jego działanie
cukinia, dynia, kalarepa, brokuł, kalafior, kapusta pekińska, brukselka, rzodkiew, papryka, pomidor
zielony (niedojrzały)
c) Warzywa nietrwałe (1  28 dni):
najwyższa intensywność oddychania
duża powierzchnia transpiracji  zwiększenie parowania  szybkie więdnięcie
konieczność szybkiego schłodzenia po zbiorze
okres przechowywania krótki, w okresach spiętrzenia zbiorów, transportu
gatunki ciepłolubne (fasola, ogórek)  wrażliwość na temperatury poniżej 10-12C 
uszkodzenia chłodowe
dojrzałe pomidory, ogórek, fasola szparagowa, groch, rzodkiewka, sałata, szpinak, szparagi, rabarbar,
zioła, natki warzyw
Zróżnicowanie między odmianami  szczególne znaczenie przy przechowywaniu długotrwałym.
Odmiany wczesne i średnio wczesne  gorsze przechowywanie:
o krótszy okres spoczynku
o wyższa intensywność oddychania (szybki wzrost i metabolizm)
o mniejsza odporność na niskie temperatury
Strona 44 z 53
o niekorzystna budowa anatomiczna i morfologiczna (np. cieńszy nalot woskowy na liściach; wczesna
kapusta  luzniejsze liście, wyższa transpiracja)
o mniejsza zawartość suchej masy.
PROCESY ZACHODZCE W WARZYWACH PO ZBIORZE
oddychanie, transpiracja, wzrost i rozwój, dojrzewanie i starzenie się, procesy chorobowe biotyczne i
abiotyczne, zmiany składu chemicznego
Zachowanie wysokiej jakości warzyw po zbiorze
!
stworzenie warunków ograniczających intensywność procesów życiowych, do poziomu zapewniającego
! !
utrzymanie tkanki warzyw przy życiu maksymalne zahamowanie starzenia
ODDYCHANIE  rozkład złożonych związków organicznych do prostych związków CO2 i H2O z
wytworzeniem energii; oddychanie tlenowe i beztlenowe.
Skutki oddychania  znaczenie praktyczne:
o utrata substancji zapasowych i zmniejszenie suchej masy: przyspieszone starzenie, zmniejszenie
wartości odżywczych, zmiana smaku i aromatu, nie przekraczają 1% masy
o produkcja CO2: hamowanie oddychania, dla niektórych gatunków  szkodliwa
o obniżenie zawartości O2: poniżej pewnego poziomu  oddychanie beztlenowe
o wydzielanie ciepła  zagrzewanie się warzyw i zwiększenie tempa procesów życiowych (schładzanie).
Intensywność oddychania  ilość wydzielonego ciepła lub CO2 przez jednostkę masy w jednostce czasu
[ml CO2 / kg / h].
Czynniki wpływające na intensywność oddychania: gatunek, odmiana, faza dojrzałości, warunki zewnętrzne.
Gatunek a intensywność oddychania:
a. bardzo niska < 5 ml CO2 / kg / h w 5C (cebula, rzodkiew, czosnek)
b. niska 5  10 ml (marchew, burak ćwikłowy)
c. średnia 10  20 ml (kalafior, por, sałata)
d. wysoka 20  30 ml (brukselka, szpinak)
e. bardzo wysoka > 30 ml (szparagi, groch, brokuł)
Odmiana: wczesne  wyższa
Faza dojrzałości:
wyższa we wczesnych etapach wzrostu i maleje w czasie osiągania dojrzałości i po zbiorze
a. warzywa zbierane we wczesnej fazie, np. liściowe  wysoka
b. dwuletnie  przechodzące okres spoczynku (cebula, kapusta, korzeniowe)  oddychanie spada
po zbiorze i rośnie po ustąpieniu spoczynku i wznowieniu wzrostu
c. warzywa klimakteryczne  pomidor, melon  cykl oddychania:
minimum przedklimakteryczne wzrost klimakteryczny szczyt klimakteryczny spadek
poklimakteryczny
Wytwarzanie dużej ilości etylenu w czasie dojrzewania.
Czynniki zewnętrzne a intensywność oddychania:
o temperatura  wzrost temperatury wzrost
o skład atmosfery  zwiększenie koncentracji CO2 i zmniejszenie O2  spadek
o światło  wzrost  przechowywanie w ciemności
o etylen:
a. klimakteryczne: etylen egzogenny w okresie:
- przedklimakterycznym  przyspiesza wejście w fazę klimakteryczną
- po rozpoczęciu klimakteryki  regulacja oddychania przez etylen endogenny
(egzogenny  mniejsze znaczenie)
b. nieklimakteryczne  etylen egzogenny  wzrost, usunięcie etylenu  spadek
o stres wodny  utrata wody przez transpirację  wzrost, straty wody > 5% - spadek
o uszkodzenia tkanek na skutek uszkodzeń mechanicznych i porażenia przez patogeny  wzrost
Strona 45 z 53
TRANSPIRACJA  wyparowywanie wody przez powierzchnię (skórka, kutikula, aparaty szparkowe).
Utrata wody  skutki:
negatywny wpływ na wygląd, konsystencję, smak i masę
więdnięcie i utrata turgoru oraz świeżości
główna przyczyna tzw. ubytków naturalnych
pogorszenie lub utrata przydatności handlowej  warzywa liściowe: utrata > 3% masy na skutek
transpiracji  dyskwalifikacja produktu w ocenie konsumenckiej
zmniejszenie odporności na patogeny
zwiększona synteza etylenu
przyspieszony rozkład chlorofilu  utrata zielonej barwy.
Transpiracja po zbiorze  proces nieodwracalny. W trakcie wegetacji  uzupełnienie niedoborów wody z gleby.
Czynniki wpływające na transpirację:
I. genetyczne
budowa morfologiczna
o im większy stosunek powierzchni do objętości, tym wyższa transpiracja
o największe wartości  warzywa liściowe i o małej wielkości
o korzeniowe o wydłużonym korzeniu  wyższa transpiracja, niż o korzeniu krótkim i
szerokim
budowa anatomiczna
o luzne ułożenie komórek miękiszowych, duże przestrzenie międzykomórkowe (mały
opór przy dyfuzji pary wodnej)  wyższa transpiracja
o obecność kutikuli  ograniczona dyfuzja pary wodnej, trudna przepuszczalność pary,
ale może przez nią przenikać w postaci ciekłej
o grubość nalotu woskowego na powierzchni liści (kapusta, por), sucha łuska
zewnętrzna (cebula, czosnek), skorkowaciała peryderma (seler)  ograniczenie
wymiany gazowej
usunięcie wosku  wzrost transpiracji o 300  500 razy
warzywa młode, uszkodzone  wyższa transpiracja; po zabliznieniu  spadek
intensywność oddychania
o tworzenie pary wodnej  migracja na zewnątrz
o wzrost temperatury  przyspieszenie transpiracji
II. zawartość pary wodnej w otoczeniu
wilgotność względna  stosunek zawartości pary wodnej w danej atmosferze (W) do
zawartości pary wodnej w atmosferze nasyconej (WMAX) w danej temperaturze; wartość od
0 do 100%
powietrze w przestrzeniach międzykomórkowych  całkowicie wysycone parą wodną
!
niska wilgotność względna powietrza otaczającego warzywo  dyfuzja pary zgodnie z
gradientem stężeń  szybsza transpiracja
III. cyrkulacja powietrza
przepływające powietrze  usuwanie z bezpośredniego otoczenia warzywa warstwy atmosfery o
wyższej wilgotności względnej
!
nadmierna cyrkulacja  szybka transpiracja
prawidłowa intensywność cyrkulacji  odbieranie ciepła bez osuszania otaczającej warzywa atmosfery
WZROST I ROZWÓJ
Wzrost również po zbiorze warzyw  komórki dzielą się i wydłużają.
warzywa, u których częścią użytkową są młode części rośliny: szparagi  odstawanie łusek,
otwieranie się główek
warzywa dwuletnie  po okresie spoczynku  ponowny wzrost części wegetatywnej i
pojawienie się organów generatywnych: cebula  szczypior, marchew  nać.
Przyczyna obniżenia jakości i strat przechowalniczych.
Strona 46 z 53
DOJRZEWANIE I STARZENIE SI
Procesy dojrzewania  również po zbiorze warzyw.
Przemiany w czasie dojrzewania:
węglowodany:
a. hydroliza skrobi i wzrost ilości cukrów prostych (pomidor, melon)
b. przekształcanie cukrów prostych w skrobię (groch, kukurydza cukrowa)
zmiana struktury:
a. twardnienie tkanek (fasola szparagowa, szparag, kalarepa)
b. mięknięcie tkanek (pomidor, melon)
synteza związków aromatycznych (marchew, cebula, czosnek)
zmiana barwy (pomidor, papryka  zanik chlorofilu, synteza likopenu, karotenu)
utrata wody.
PROCESY CHOROBOWE BIOTYCZNE I ABIOTYCZNE
choroby biotyczne  infekcyjne
warzywa po zbiorze  narażenie na atak grzybów, bakterii i szkodników  straty przechowalnicze
yródła infekcji: gleba, inne rośliny i ich resztki.
Zakażenie  możliwe przed zbiorami.
Warzywa  różna odporność na choroby:
związki o charakterze odpornościowym: fitoaleksyny, fenylopropanoidy, fitoncydy
hamują rozwój mikroorganizmów atakujących tkanki roślinne
syntetyzowane przed lub po infekcji
długie przechowywanie  starzenie się  spadek odporności
Porażenie przez grzyby  skutki:
zwiększenie aktywności niektórych enzymów
przyspieszenie oddychania
wzrost wymiany gazowej (skutek uszkodzeń tkanek)
degradacja struktur komórkowych
utrata turgor, pogorszenie jakości
zagrożenie zdrowia  mykotoksyny, alergie
Warunki przechowywania:
niska temperatura  zahamowanie wzrostu (nie całkowite)
wysoka wilgotność względna  sprzyja rozwojowi grzybów, ale hamuje transpirację
prąd powietrza  rozprzestrzeniania zarodników
CAP  raczej bez wpływu na ograniczenie chorób
Mikroorganizmy atakujące warzywa w czasie przechowywania:
GRZYBY
Botrytis:
- B. allii (zgnilizna szyjki cebuli)
- B. cinerea (szara pleśń kapustnych, korzeniowych, pomidora, papryki, ogórka, sałaty)
Sclerotinia:
- S. sclerotiorum (zgnilizna twardzikowa kapustnych, korzeniowych, sałaty)
Rhizopus, Alternaria, Fusarium, Rhizoctonia
BAKTERIE
Erwinia:
- E. carotovora (miękka zgnilizna pomidora, mokra zgnilizna korzeniowych, bakterioza
czosnku)
Xanthomonas campestris (czasna zgnilizna kapustych)
Strona 47 z 53
choroby abiotyczne  fizjologiczne
Zmiany w wyglądzie zewnętrznym i wewnętrznym spowodowane zaburzeniami w zachodzących procesach
życiowych.
Uszkodzenia chłodowe  uszkodzenia na skutek działania niskiej temperatury (ale > 0C).
o występują u roślin ciepłolubnych  ogórek, cukinia, dynia, pomidor, papryka, fasola szparagowa
o prace hodowlane w kierunku zwiększenia odporności
o działanie chłodu:
- uszkodzenia cytomembran na skutek oddziaływania w wyniku zmian w ułożeniu tworzących
je lipidów  efekt  zwiększenie przepuszczalności i zmiana aktywności protein
membranowych
- wzrost zawartości poliamin  związków hamujących procesy starzenia, przeciwdziałających
powstawaniu uszkodzeń chłodowych, pełniących funkcje antyoksydantów
- zmiany w metabolizmie  spadek aktywności oddychania wraz ze spadkiem temperatury
o typowe objawy uszkodzeń chłodowych:
- plamy na powierzchni  zagłębienia, przebarwienia  efekt zwiększonej utraty wody na skutek
uszkodzenia błon komórkowych
- wycieki wody na skutek uszkodzenia struktur komórkowych (liście  więdnięcie)
- wewnętrzne przebarwienia miąższu, wiązek przewodzących lub nasion
- rozkład tkanek
- zaburzenia dojrzewania owoców
- przyspieszone starzenie przy zachowaniu normalnego wyglądu
- zwiększenie wrażliwości na gnicie
- skrócenie okresu przechowywania
- zmiany w składzie chemicznym  smak i zapach
- utrata zdolności wzrostu (materiał rozmnożeniowy)
o uszkodzenia chłodowe  przykłady
- psiankowate (pomidor, papryka)
owoce zielone: temp. krytyczna 12C; plamy, złe wybarwianie się, wodnistość
owoce dojrzałe: mniej wrażliwe; temp, krytyczna 6-8C; mokre plamy na
powierzchni, porażenie przez choroby
- dyniowate (ogórek, dynia): temp. krytyczna 4-7C; zagłębione plamy na powierzchni
- kapusta pekińska: ciemne plamy przy przechowywaniu w temp. 3-4C
Uszkodzenia mrozowe  skutek tworzenia się kryształków lodu w komórkach i przestrzeniach
międzykomórkowych.
o uszkodzenia ścian i struktur komórkowych, wyciek soku, odwodnienie, porażenie przez choroby
o pogorszenie jakości, utrata wartości handlowej
Uszkodzenia spowodowane wysoką temperaturą (hipertermia)
o rzadko, zwiększenie aktywności niektórych enzymów w temp. 35-45C
o ciemnienie i rozpad wewnętrzny tkanek
Inne:
o skład atmosfery (zbyt niska zawartość tlenu)
o niedobory wapnia
o złe warunki w czasie wegetacji
ZMIANY SKAADU CHEMICZNEGO
Zmiany istotne dla konsumenta  wpływające na jakość produktu.
o witaminy
wrażliwe na utlenianie, światło, podwyższoną temperaturę: wit. C, B1, B6, kwas foliowy,
biotyna
bardziej trwałe: wit. B2, PP (niacyna), prowitamina A (-karoten)
o cukry
hydroliza skrobi do cukrów prostych
synteza skrobi z cukrów prostych  warzywa, których częścią jadalną są nasiona
Strona 48 z 53
o związki pektynowe
dojrzewanie i starzenie się warzyw  rozkład pektyn  rozluznienie komórek, zmiany
sensoryczne
o barwniki
Starzenie się tkanek  rozkład barwników:
najmniej stabilny  chlorofil, rozkład  pojawienie się produktów bezbarwnych (mniejsza
intensywność wybarwienia)
pojawianie się barwników karotenoidowych  bardziej trwałe
zapobieganie brunatnieniu miąższu  inaktywacja enzymu (oksydaza fenolowa) przez
blanszowanie
o kwasy
spadek ilości w trakcie przechowywania
o aromatyczne związki lotne
synteza związków zapachowych  w okresie dojrzewania  przedwczesny zbiór  mniejsza
ilość i jakość tych substancji w warzywach
PRZECHOWYWANIE ROŚLIN OKOPOWYCH
Przechowywanie ziemniaków
Zadanie przechowywania  ograniczenie ubytków masy bulw, zachowanie odpowiednich cech jakości.
Cechy jakości:
sadzonki: wysoki potencjał wzrostowo-rozwojowy i produkcyjny
bulwy przeznaczone dla bezpośredniego spożycia i do przetwórstwa spożywczego: niska
zawartość cukrów, odpowiednia zawartości skrobi i suchej masy, mała skłonność so
ciemnienia miąższu bulw surowych i po ugotowaniu, wysoka wartość odżywcza
bulwy przeznaczone do celów paszowych i przemysłowych (produkcja alkoholu i skrobi):
wysoka zawartość skrobi.
Wielkość ubytków masy bulw zależy od:
transpiracji
oddychania
kiełkowania
chorób.
Trwałość przechowywania zależy m.in. od:
warunków temperatury i wilgotności w pomieszczeniach
właściwości odmian
czynników agrotechnicznych
warunków i sposobów zbioru
transportu.
Tylko bulwy dojrzałe, zdrowe i nieuszkodzone dobrze się przechowują.
Dlatego ważną są w czasie wegetacji działania przyspieszające dojrzewanie bulw i polepszające ich
przechowywanie  niszczenie naci, zbiory przy dobrej pogodzie, unikanie uszkodzeń mechanicznych.
Fazy przemian w czasie przechowywania:
I. po zbiorze  procesy biochemiczne zachodzą bardzo intensywnie  dojrzewanie fizjologiczne, gojenie
zranień, korkowacenie perydermy
II. spoczynek bulw  aktywność fizjologiczna obniża się do minimum
III. utajona gotowość do kiełkowania  ponownie wzrasta intensywność przemian biochemicznych
IV. kiełkowanie bulw  wysoka aktywność przemian biochemicznych.
Procesy życiowe wpływające na zmiany masy bulw  straty:
oddychanie
transpiracja
spoczynek i kiełkowanie.
Strona 49 z 53
ODDYCHANIE BULW
Proces ten polega na utlenianiu węglowodanów  skrobi, glukozy, sacharozy do CO2 i H2O.
Powstała energia cieplna w ok. 50% wydzielana jest do otoczenia.
Pozostała część energii wykorzystywana do różnych procesów biochemicznych zachodzących w
bulwach.
Ubytki naturalne masy bulw w wyniku oddychania są stosunkowo niewielkie i po okresie
przechowywania wynoszą ok. 1%.
Czynniki wpływające na procesy oddychania:
o temperatura
o skład powietrza otaczającego bulwy (CO2, O2)
o dojrzałość
o czas przechowywania
o urazy mechaniczne
o infekcje
o stymulatory i inhibitory wzrostu.
Intensywność oddychania bulw zmniejsza się wraz z ich dojrzewaniem na polu.
Bulwy niedojrzałe oddychają intensywniej niż dojrzałe.
Intensywność po zbiorze jest bardzo wysoka i stopniowo obniża się.
W okresie spoczynku pozostaje na minimalnym poziomie.
Urazy, zranieni i choroby przyspieszają procesy oddychania.
TRANSPIRACJA
Parowanie  występuje kiedy przechowywane są mokre bulwy. Proces ten zależy od:
dojrzałości
odmiany
skorkowacenia perydermy
warunków przechowywania (temperatura, wilgotność  powinna wynosić > 90%).
o Bulwy, które utraciły wodę stają się gąbczaste, pomarszczone, w miąższu powstają ciemne plamy.
o Najwięcej wody ziemniaki tracą w pierwszym etapie przechowywania. Po pierwszym miesiącu ubytki
wynoszą 1-3%, gdyż w początkowym etapie przechowywania proces korkowacenia perydermy nie jest
jeszcze zakończony.
o W następnych miesiącach intensywność transpiracji zmniejsza się  ubytki zależne od odmiany i
wynoszą 0,5  1%.
o Pod koniec okresu przechowywania następuje zwiększenie transpiracji.
o Transpiracja i oddychanie powodują kłopoty związane z odprowadzaniem wilgoci, ciepła i CO2 z
pomieszczeń i pryzm oraz obniżenie jakości bulw.
KIEAKOWANIE
W czasie przechowywania bulw należy maksymalnie wydłużyć czas spoczynku  procesy życiowe
spadają do minimum  nie występuje kiełkowanie.
Niska temperatura hamuje proces kiełkowania. Optymalna temperatura podczas przechowywania dla
sadzeniaków wynosi 3C, a dla ziemniaków jadalnych 4C.
Inną metodą ograniczania kiełkowania jest wykorzystanie chemicznych lub naturalnych inhibitorów.
Wydłużenie fazy spoczynku oraz zahamowanie kiełkowania ogranicza:
o ubytki masy bulw
o zmniejszenie zawartości suchej masy oraz takich składników jak skrobia czy witamina A
o pogorszenie wartości smakowych  zwiększenie zawartości cukrów
o wzrost ciemnienia miąższu
o obniżenie turgoru.
Etapy przechowywania ziemniaków:
- I ETAP  dojrzewanie, zabliznianie uszkodzeń, korkowacenie skórki  zachodzą najszybciej w
temperaturze 15  18C
Tuż po złożeniu ziemniaków do przechowywania należy dążyć do jak najszybszego ich
osuszenia; usunięcie wilgoci z powierzchni bulw  czas 24-48h, przy intensywnym wietrzeniu
pomieszczeń.
Strona 50 z 53
Optymalna temperatura przechowywania 15C.
Okres dojrzewania trwa ok. 14 dni.
Zmiany niekorzystne przy złym postępowaniu:
zawilgocenie
pleśnienie
zaparzenie
straty skrobi w wyniku oddychania
zahamowanie zablizniania ran i korkowacenia
wzrost zawartości cukrów.
- II ETAP  powolne schładzanie (0,3-1C / dobę)
Temperatury docelowe:
ziemniaki jadalne 4-8C
ziemniaki przeznaczone na frytki, płatki, granulat, susz, chipsy 6C
ziemniaki przemysłowe i przeznaczone na paszę 2-4C.
- III ETAP  długotrwałe przechowywanie  utrzymanie temperatury optymalnej z okresu schładzania
Temperatura przechowywania powinna wynosić 3C dla sadzeniaków, 4-5C dla ziemniaków
jadalnych i 8C dla przetwórstwa. Temperatura ziemniaków powinna być stabilna, a
wilgotność względna powietrza na poziomie 92-98%.
W celu zahamowania kiełkowania stosuje się związki chemiczne oraz niskie temperatury
(2-4C  urządzenia chłodnicze  ujemny efekt  wzrost ilości cukrów). Konieczne jest
wówczas ponowne podniesienie temp. do 10-15C.
W tym etapie na wielkość strat wpływa temperatura, wilgotność powietrza, czas
magazynowania oraz trwałość przechowalnicza odmiany.
- IV ETAP  przygotowanie ziemniaków przed ich użytkowaniem
Na 10 dni przed rozładunkiem przechowalni temperatura powinna być podniesiona do 10-15C. Ma to
na celu zwiększenie odporności bulw na uszkodzenia i zmniejszenie zawartości cukrów.
ZACHOWANIE CECH JAKOŚCI W CZASIE PRZECHOWYWANIA
W czasie przechowywania bulw zachodzą zmiany związane z węglowodanami, witaminą C, związkami
fenolowymi, glikoalkaloidami, związkami azotowymi, enzymami.
SUCHA MASA i SKROBIA
o Ubytki skrobi związane są z procesem oddychania i kiełkowania  po 7 miesiącach przechowywania
mogą wynosić 1,6  3,5%.
o Uszkodzenia bulw powodują ubytek skrobi o 2-3%.
CUKRY REDUKUJCE I SUMA CUKRÓW
o Poziom cukrów redukujących  fruktozy i glukozy oraz nieredukującej sacharozy w bulwach ma
znaczenie przy produkcji chipsów, frytek i wyrobów suszonych.
o W temperaturach < 6C ich zawartość zwiększa się.
o Podczas smażenia i suszenia następuje karmelizacja cukrów i wytrącanie barwników  brunatny kolor i
gorzki smak.
Czynniki wpływające na zawartość skrobi:
temperatura w czasie zbioru (im niższa tym więcej cukrów)
temperatura w czasie przechowywania (6-8C)  spadek temperatury  wzrost cukrów
odmiana
dojrzałość bulw i proces kiełkowania  wzrost.
ZMIANY ZAWARTOŚCI WITAMINY C
o Podczas przechowywania utlenianie kwasu askorbinowego.
o Po 7 miesiącach przechowywania bulwy zawierają ok. 60% mniej witaminy C.
CIEMNIENIE MIŻSZU
o Podczas przechowywania wzrost ciemnienia miąższu zrówno surowego jak i po ugotowaniu.
o Intensywne procesy fizjologiczne w czasie kiełkowania  wzrost ciemnienia.
Strona 51 z 53
CIEMNA PLAMISTOŚĆ POUSZKODZENIOWA
o Bardzo poważna wada, ponieważ nie jest wychwycona podczas sortowania.
o Często dotyczy ziemniaków przechowywanych w wysokich pryzmach przy wilgotności 75-80% -
spadek turgoru, odgniecenia.
o Duże straty w czasie obierania.
o Straty dotyczą również ilości skrobi, suchej masy i witaminy C.
o W celu ograniczenia  nie dopuszczać do uszkodzenia bulw, przechowywanie w niższych pryzmach,
wysoka wilgotność.
ZMIANY ZAWARTOŚCI GLIKOALKALOIDÓW
o wzrost w czasie kiełkowania
o pogorszenie smaku, duża ilość  zatrucia
o bulwy niedojrzałe zawierają większą ilość niż dojrzałe
CHOROBY W CZASIE PRZECHOWYWANIA
o zaraza ziemniaczana
o sucha, mokra, mieszana zgnilizna
o fomoza
Bardziej podatne na zakażenia są bulwy uszkodzone.
Choroby wywołane przez bakterie i grzyby.
W naszych warunkach stwierdza się 2x większy udział chorób wywoływanych przez bakterie niż przez
grzyby.
Straty spowodowane przez choroby w dużym stopniu zależą od odmiany ziemniaka.
Ograniczanie strat w czasie przechowywania ziemniaków poprzez:
o prawidłową agrotechnikę
o zbiór w czasie ciepłej i suchej pogody
o przechowywanie ziemniaków tylko dobrej jakości
o dobór odmian o wysokiej trwałości
o zapobieganie kiełkowaniu
o przechowywanie w optymalnej temperaturze i wysokiej wilgotności otoczenia
o w pierwszej kolejności zagospodarowanie odmian o mniejszej trwałości.
PRZECHOWYWANIE ZIEMNIAKÓW W KOPCACH ZIEMNYCH
o Najczęściej stosowana metoda w Polsce.
o Dotyczy ziemniaków przeznaczonych na paszę, zastosowanie przemysłowe oraz sadzeniaki, rzadziej
ziemniaków jadalnych.
Miejsce:
Teren równy, lekko wyniesiony, suchy, o przepuszczalnym podłożu, bez kamieni i chwastów.
Zagwarantowany odpływ wód powierzchniowych, np. przez utworzenie bruzd odpływowych.
Nie zakłada się nowych kopców na miejscu starych z poprzedniego roku.
W przypadku kopców głębionych poziom wód gruntowych powinien być niski.
Pryzmę najlepiej formować w kierunku pn-pd (równomierne schłodzenie i ogrzewanie).
Rozmiary kopca:
Długość różna  od kilku do kilkudziesięciu metrów (nie więcej niż 30m).
Szerokość do 180 cm, wysokość do 90 cm.
1 metr bieżący pryzmy mieści ok. 600 kg ziemniaków.
Mniejsze pryzmy usypuje się dla sadzeniaków i ziemniaków mokrych.
Pryzmy techniczne z wentylacją grawitacyjną i mechaniczną:
Kopce techniczne są większe i mają okrywy z materiału nieprzemakalnego  folia, brezent.
Zalety: łatwiejszy dostęp do ziemniaków  szczególnie zimą; mniejsze zużycie słomy; większy wpływ
na temp. i wilgotność; większe wykorzystanie powierzchni.
Kopce z wentylacją grawitacyjną  pojemność do 50 t, z mechaniczną 30  500 t.
Strona 52 z 53
Kopce z wietrzeniem grawitacyjnym:
Wielkością zbliżony do kopca tradycyjnego.
Gospodarstwa indywidualne przechowujące mniejszą ilość ziemniaków. Wymiary  szer. 200 cm,
wysokość  100 cm, długość do 20 m.
Okrywa  warstwa słomy (suchej) do 40 cm, przy gruncie do 70 cm, pas folii do 6 m szer.
System wietrzenia kopca  kanał grzbietowy wzdłuż kopca na słomie, końce przechodzą przez otwory
wycięte w folii.
W okresie jesieni folia na obrysie przyciśnięta tylko punktowo  w pogodne słoneczne dni zdejmowana
dla przesuszenia zewnętrznej warstwy kopca. Zimą folia dokładnie przyciśnięta.
Kopce z wietrzeniem mechanicznym:
Do wietrzenia stosuje się wentylator.
Rozmiary pryzmy: szer. 4-6 m, wys. do 2,5 m, dł. do 30 m.
Przed wykonaniem pryzmy buduje się system wentylacyjny  wentylator, kanał wentylacyjny
nawiewny rozprowadzający powietrze pod pryzmą.
Usypana pryzma jest pokryta słomą 30-40 cm, na dole 60-70 cm oraz folią pociętą na pasy o szerokości
5m. Jesienią w słoneczne dni folia może być zdejmowana dla przesuszenia słomy.
Kontrolowanie temperatury w czasie składowania.
Przechowywanie w piwnicach:
W tym sposobie przechowywania możliwe jest wydobywanie ziemniaków w każdej porze roku.
Przechowuje się głównie ziemniaki paszowe i dla własnego użytku.
Pojemność piwnicy 15-20 t, wys. warstwy składowanej do 120 cm.
Naturalny system wietrzenia.
Przechowalnie:
Składowanie ziemniaków w halach lub komorach.
Ziemniaki umieszcza się luzem lub na paletach skrzyniowych.
Przechowalnie gospodarcze  składowanie sadzeniaków i ziemniaków jadalnych, ziemniaki
składowane jesienią i utrzymywane do wiosny.
Przechowalnie gospodarcze to parterowe budynki bez okien.
Boksy  pomieszczenia przechowalnicze ograniczone ścianami do wysokości pryzm.
Komory  mają ściany do pełnej wysokości pomieszczeń.
Hale  duże pomieszczenia.
Strona 53 z 53


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wykład 5 wytyczanie i utrwalanie położenia budynku, fundamenty płytkie(1)
Sieci komputerowe wyklady dr Furtak
Wykład 05 Opadanie i fluidyzacja
WYKŁAD 1 Wprowadzenie do biotechnologii farmaceutycznej
mo3 wykladyJJ
ZARZĄDZANIE WARTOŚCIĄ PRZEDSIĘBIORSTWA Z DNIA 26 MARZEC 2011 WYKŁAD NR 3
Wyklad 2 PNOP 08 9 zaoczne
Wyklad studport 8
Kryptografia wyklad
Budownictwo Ogolne II zaoczne wyklad 13 ppoz
wyklad09
Sporzadzanie rachunku przepływów pienieżnych wykład 1 i 2
fcs wyklad 5

więcej podobnych podstron