Temperatura jako parametr technologiczny wpływający na jakość i bezpieczeństwo żywności
Zamrażanie jest metodą utrwalania dzięki której żywność może być najdłużej przechowywana w stanie możliwie najmniej zmienionym. Polega na obniżeniu temperatury co najmniej do -18°. Produkty zamrożone prawidłowo przechowywane są trwałe pod względem mikrobiologicznym. W przypadku wielu produktów spożywczych zamrażanie umożliwia zachowanie w znacznym stopniu naturalnych cech organoleptycznych i wartości odżywczej produktu. Wadą niektórych produktów mrożonych jest zmiana struktury i konsystencji. Znaczną poprawę cech jakościowych uzyskano przez stosowanie szybkich metod zamrażania.
Jakość i trwałość mrożonej żywności zależy od:
jakości mikrobiologicznej surowca
technologii i higieny produkcji
temperatury i czasu zamrażania
składu chemicznego, pH
stanu mikrobiologicznego produktu
temperatury i czasu składowania
temperatury i czasu rozmrażania
Bezpieczeństwo
Wraz z obniżaniem temperatury maleje szybkość procesów przemiany materii, w temperaturach chłodniczych (10°-0°) czynności życiowe drobnoustrojów ulegają znacznemu spowolnieniu, a w temperaturach zamrażalniczych - zahamowaniu. Jednak proces mrożenia nie może być uważany za metodę inaktywacji drobnoustrojów. Chłodzenie ze względu na możliwość rozwoju drobnoustrojów chorobotwórczych i psychrotrofowych oraz zachowaną aktywność enzymów tkankowych nie przedłuża trwałości żywności w takim stopniu jak inne metody utrwalania, w tym mrożenie lub działanie wysokich temperatur.
Podstawowym założeniem utrwalania żywności wysokimi temperaturami jest osiągnięcie stabilności mikrobiologicznej. Rezultat termicznego niszczenia drobnoustrojów chorobotwórczych i ich toksyn oraz inaktywacji enzymów, powodujących psucie żywności zależy przede wszystkim od temperatury i czasu ogrzewania. Niedostateczne ogrzanie może powodować podatność na zepsucie a zbytnie ogrzanie zmniejsza wartość organoleptyczną i odżywczą gotowego wyrobu. W odróżnieniu od produktów utrwalanych przez mrożenie, właściwości żywności utrwalanej w wysokich temperaturach dosyć znacznie odbiegają od surowców wyjściowych. Podstawowymi procesami utrwalania w wysokich temperaturach jest pasteryzacja i sterylizacja. Warunki procesu dobiera się w zależności od fizycznych i chemicznych właściwości produktu(aktywność wody, pH, konsystencja) oraz właściwej dla produktu mikroflory krytycznej. Pasteryzację stosuję się dla produktów: wrażliwych na działanie wysokich temperatur (mleko,wino,piwo), nie zawierających ciepłoopornej mikroflory, której niskie pH(poniżej 4,6) wyklucza rozwój przetrwalników bakterii Clostridium botulinum. Sterylizacja jest prowadzona dla większości produktów o pH powyżej 4,6 i powoduje zniszczenie wszystkich drobnoustrojów łącznie z ich formami przetrwalnikującymi.
Podwyższenie temperatury wyjaławiania przyspiesza procesy niszczenia drobnoustrojów bardziej niż procesy degradacyjne składników żywności - ta zależność została wykorzystana w nowych metodach utrwalania HTST- High temperature, Short time. Umożliwia to zachowanie lepszych cech organoleptycznych produktu.
Jakość sensoryczna żywności utrwalanej warunkowana jest zmianami: barwy, właściwości smakowo-zapachowych, konsystencji i struktury. Zmiany jakościowe następujące w czasie zamrażania i przechowywania można podzielić na:
zmiany chemiczne (utlenianie, hydroliza tłuszczów, zmiany aromatu, barwy i zawartości witamin)
zmiany biochemiczne związane z działalnością enzymów własnych i pochodzenia mikrobiologicznego
zmiany fizyczne jak ususzka, oparzelina mrozowa, rekrystalizacja, wyciek zamrażalniczy.
Zmiany barwy jak np. brunatnienie mięsa (przemiana mioglobiny w metmioglobinę) są spowodowane przemianami barwników, inne to przemiana chlorofilu w feofitynę lub feoforbid w warzywach zielonych, a w owocach czerwonych przemiany antocyjanów. Wśród zmian fizycznych najpowszechniejszą wadą procesu zamrażania jest ususzka - odparowanie wody z powierzchni produktu poprzez sublimację lodu. W przypadku daleko posuniętej ususzki występuje oparzelina mrozowa. Charakteryzuje się ona nadmiernym wysuszeniem powierzchni produktu, doprowadzającym do nieodwracalnych zmian jakościowych w postaci plam. Poza zmianą barwy powoduje zmiany smaku, zapachu i konsystencji. Doprowadza ona do znacznej denaturacji białek i jełczenia tłuszczów. Wyciek zamrażalniczy spowodowany jest niszczeniem struktury tkankowej przez kryształki lodu. Może do niego dochodzić przez niewłaściwy dobór metody zamrażania lub przez niewłaściwe przechowywanie (rekrystalizacja).
Podczas mrożenia może dochodzić do denaturacji białek i utleniania tłuszczów. Zamrażanie i rozmrażanie przyczynia się do niszczenia otoczki wodnej przez powstające kryształki lodu oraz koagulację białek związaną z powstaniem stężonych roztworów soli w produkcie zamrożonym. W wyniku tego koloidy białek czy skrobi łączą się w większe agregaty słabo wiążące wodę i oddzielające się od pozostałych składników cieczy. Obserwuję się je w postaci osadu. Mogą nastąpić także takie zmiany jak: ubytki wagowe, utrata aromatu, obniżenie elastyczności.
W przypadku potraw utrwalanych w wysokich temperaturach zjawisko łączenia się skrobi i białka w większe, słabo wiążące wodę agregaty oraz ich wypadanie z roztworu występuje z mniejszą intensywnością niż w potrawach mrożonych. Przyczyną powodującą wydzielanie się tłuszczu w emulgowanych potrawach jest proces niszczenia emulsji w czasie ich ogrzewania lub zamrażania przez powstające kryształki lodu. Jedną z przyczyn powodującą niekorzystne zmiany konsystencji potraw oprócz oddzielenia fazy tłuszczowej jest retrogradacja skrobi (zmiana struktury skrobi w uporządkowaną).
wartość odżywcza
Ogólnie uważa się, że utrwalanie zamrażalnicze w znacznie mniejszym stopniu zmniejsza wartość odżywczą produktów niż metody cieplne.
W żywności mrożonej mogą wstępować znaczne straty witamin spowodowane obróbką wstępną przez wyługowanie składników wodą, procesy utleniania i zniszczenie pod wpływem ogrzewania (blanszowanie). Szczególnie nietrwała jest witamina C. Dla produktów ogrzewanych substancją wskaźnikową jest witamina B1, uważana za reprezentatywną dla zachowania wartości odżywczej i sensorycznej. Przemiany witaminy C mają charakter procesów enzymatycznych i przebiegają intensywniej w środowisku o większym pH. W procesie prawidłowo prowadzonego zamrażania i przechowywania zamrażalniczego praktycznie nie występują straty Wit C.
Podczas przechowywania potraw mrożonych występuje zmniejszenie zawartości i przyswajalności niektórych aminokwasów egzogennych, podobnie jak ma to miejsce przy stosowaniu wysokich temperatur. Zastosowanie technik szybkiego zamrażania ogranicza straty wartości odżywczej.
Nawet łagodne, kilkuminutowe ogrzewanie, szczególnie w środowisku niekwaśnym powoduje wyraźne zmniejszenie zawartości witaminy C, B1, B12. Na ogrzewanie mało odporne są białka (albuminy i globuliny) oraz aminokwasy. Silniejsze ogrzewanie powoduje nieodwracalną denaturację i przyczynia się do powstania reakcji Maillarda (między aminokwasami a cukrami redukującymi), przez co zmniejsza się wartość biologiczna produktu. Jednak umiarkowana denaturacja może ułatwiać procesy trawienia białek. W wyniku ogrzewania mogą być także inaktywowane czynniki antyodżywcze (inhibitory trypsyny w nasionach soi) co zwiększa wartość odżywczą produktu.
1