11. Termiczne metody utrwalania żywności
Podstawowym założeniem utrwalania żywności przez ogrzewanie jest osiągnięcie jej mikrobiologicznej stabilności. Termiczna inaktywacja drobnoustrojów następuje dopiero po przekroczeniu temperatury maksymalnej dla ich wzrostu, a więc po osiągnięciu tzw. minimalnej temperatury letalnej.
Nowoczesne metody obróbki termicznej –polegają na zastosowaniu bardzo wysokiej temperatury (130-160 stopni) w bardzo krótkim czasie, a następnie szybkim schłodzeniu i pakowaniu w warunkach aseptycznych
12. Nie termiczne metody utrwalania żywności ( nie chemiczne)
-polega na zastosowaniu np. wysokiego ciśnienia, pola elektrycznego i magnetycznego, promieniowania jonizującego
W metodach nie termicznych maksymalne przyrosty temperatury wynoszą;
- przy napromieniowaniu 2,5°C,
- podczas homogenizacji wysokociśnieniowej 10°C (przy 60 MPa) aż
do 40°C (przy 180 MPa),
- przy obróbce pulsującym polem elektrycznym ok. 18°C,
- przy obróbce pulsującym polem magnetycznym od 2-3°C.
Utrwalanie przez dodawanie cukru:
-Rozwój większości bakterii jest zahamowany już przy stężeniu cukru w środowisku wynoszącym 25-35%, natomiast większość drożdży nie rozwija się dopiero przy stężeniu ponad 65% cukru(sacharozy),
-Typowym i chyba jedynym przykładem zastosowania cukru, jako prawie wyłącznego czynnika konserwującego, są syropy owocowe, tj. klarowne soki (moszcze) owocowe, w szczególności malinowe i wiśniowe, w których na 35-40 części wagowych soku przypada 65-60 części wagowych dodanego cukru – sacharozy
Utrwalanie za pomocą soli kuchennej (chlorku sodu):
Na ogół bakterie z grupy Coli oraz gnilne z rodzaju Proteus są hamowane już przez 1-2 % roztwór NaCl, podczas gdy np. paciorkowce mlekowe są pobudzane do rozwoju jeszcze przez 3 proc. roztwór soli, a wyraźniej hamowane dopiero powyżej 5%. Drożdże do zahamowania rozwoju wymagają nieraz stężeń NaCl większych od 15%.
-Bakterie zwane halofilnymi wymagają do rozwoju stężenia 10-15% NaCl.
W praktyce zazwyczaj dopiero przy dawce 18-20% soli kuchennej uzyskuje się pełniejsze zakonserwowanie żywności, daleko posuniętego odsolenia przez moczenie w wodzie w celu
umożliwienia dyfuzji soli. Spożywane przez człowieka potrawy zawierają przeciętnie ok. 1% NaCl.
Solenie należy do najstarszych metod utrwalania żywności. Przez lata stosowana dość powszechnie, obecnie metoda ta traci na znaczeniu, używa się jej jeszcze do produktów, których
odstawowe składniki odżywcze są mało lub w ogóle nierozpuszczalne w wodzie, jak np.:
solone śledzie (17-25% NaCl);
mieszanki warzywne solone z cebuli, pietruszki, selerów, porów, marchewki i in. (16-18% NaCl);
grzyby solone, np. kurki, rydze (8-16% NaCl);
słonina solona (5-8% NaCl w warstwach zewnętrznych);
ogórki solone (8-10% NaCl).
Marvnowanie
Marynaty są to warzywa, grzyby lub owoce utrwalone w zalewie octowej z dodatkiem przypraw aromatycznych, soli i cukru. Czynnikiem utrwalającym, chroniącym przed psuciem, jest kwas octowy zawarty w occie. Już 3% kwas octowy w marynacie nie dopuszcza do rozwoju drobnoustrojów. Im jest go więcej, tym pewniejsze zabezpieczenie. Ze względu jednak na szkodliwy wpływ kwasu octowego na zdrowie, ilość jego w produktach spożywczych nie powinna wynosić więcej, niż 4%. Zależnie od ilości kwasu octowego w gotowych już marynatach ,można podzielić je na trzy grupy:
marynaty tzw. łagodne, o zawartości 0,4-0,8% kwasu octowego,
marynaty średnio kwaśne, o zawartości 1,0-1,5% kwasu octowego,
marynaty mocne, ostre, o zawartości 1,5-3% kwasu octowego
13. Metoda UHT
W systemie UHT czynnikiem grzejnym jest gorąca woda stosowana do wstępnego ogrzewania mleka i para wodna pod ciśnieniem jako czynnik sterylizujący, przy czym ogrzewanie parą może następować albo bezpośrednio przez wprowadzenie jej do mleka, albo pośrednio przez przegrodę metalową.
- Urządzenia, w których para jest wprowadzana do strumienia mleka przez iniekcję, co powoduje momentalne jego ogrzanie do temp. 140-150°C.
- Mleko razem ze skroploną parą przechodzi przez kalibrowany otwór (dyszę) do komory o zredukowanym ciśnieniu, zwanej komorą ekspansyjną.
-Ciśnienie w tej komorze jest obniżone do takiej wartości, że odpowiadająca mu temperatura jest nieco niższa od temperatury mleka przed iniekcją pary.
-W tych warunkach w komorze ekspansyjnej odparowuje z mleka tyle wody, ile jej do niego wprowadzono ze skraplającej się pary.
-Odparowanie wody pod zredukowanym ciśnieniem powoduje natychmiastowe oziębienie się mleka do temp. 76°C
14. Sterylizacja i pasteryzacja
Sterylizacja
-Sterylizacja cieplna polega na ogrzewaniu produktu w temperaturach przekraczających 100°C. Jej celem jest praktycznie całkowite termiczne zniszczenie drobnoustrojów. W procesie sterylizacji uwaga jest skupiona głównie na drobnoustrojach chorobotwórczych oraz odznaczających się największą ciepło opornością. Zredukowanie liczby tych drobnoustrojów do bezpiecznego poziomu stanowi zasadniczy problem w wyjaławianiu cieplnym.
-„sterylności handlowa", lub „sterylności techniczna", - zniszczenie wszystkich drobnoustrojów chorobotwórczych i zredukowanie mikroflory saprofitycznej (łącznie z ich formami przetrwalnikowymi) do określonej, ostatecznie małej wartości
-W praktyce zagadnienie sprowadza się do uwzględnienia spośród szkodliwej mikroflory takiego mikroorganizmu, który do założonej redukcji wymaga stosunkowo największej dawki ciepła. Drobnoustrój ten jest krytyczny dla sterylizowanej partii produktu, i dla niego jest ustalana wielokrotność redukcji dziesiętnej n.
Systemy sterylizacji
W przemyśle są stosowane głównie dwie generalne metody sterylizacji cieplnej:
1. Sterylizacja żywności w opakowaniach hermetycznych, czyli tzw. apertyzacja
2. Sterylizacja żywności przed zapakowaniem i aseptyczne pakowanie.
3. W niektórych przypadkach stosuje się trzecią metodę, będącą kombinacją obu poprzednich metod i noszącą nazwę sterylizacji dwustopniowej.
4. System UHT. W systemie UHT czynnikiem grzejnym jest gorąca woda stosowana do wstępnego ogrzewania mleka i para wodna pod ciśnieniem jako czynnik sterylizujący, przy czym ogrzewanie parą może następować albo bezpośrednio przez wprowadzenie jej do mleka, albo pośrednio przez przegrodę metalową
Sterylizacja dwustopniowa
-sterylizacja wstępna, prowadzona w przepływie, w większości przypadków w urządzeniach płytowych lub rurowych w temp. 135- 141°C;
- rozlew do opakowań i ich zamknięcie, uzupełniająca sterylizacja końcowa produktu zamkniętego hermetycznie (np. w butelkach kapslowanych), w typowych autoklawach, jednak w temperaturze niższej lub też w krótszym czasie, niż przy jednostopniowej sterylizacji
Pasteryzacja- polega na ogrzewaniu żywności do temperatur nie przekraczających 100 stopni (przeważnie (65-85 stopni).
Ma ona na celu zniszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych i przedłużenie trwałości produktu wskutek prawie całkowitego unieszkodliwienia form wegetatywnych, a w przypadku żywności o pH poniżej 4,5 (np. owoców) pasteryzacja pozwala na uzyskanie pełnej trwałości mikrobiologicznej produktu.
Techniki pasteryzacji:
• pasteryzację niską albo długotrwałą, polegającą na ogrzewaniu w temp. 63-65°C w czasie 20-30 minut;
• pasteryzację momentalną, polegającą na ogrzaniu do temp. 85- 90°C natychmiastowym schłodzeniu;
• pasteryzację wysoką, w której stosuje się ogrzewanie w temp. Od 85°C do prawie 100°C w czasie od co najmniej 15 s do kilku, a czasem kilkudziesięciu minut.
Tyndalizacja- jest to powtarzana dwukrotnie lub więcej pasteryzacja w odstępach 12-48 godzinnych. Przetwory po pierwszej pasteryzacji studzi się i pozostawia na 12-48 godzin, by w tym czasie z przetrwalników wytworzonych przez drobnoustroje wyrosły żywe drobnoustroje. Te niszczy się i zabija przez ponowną pasteryzację.
15. Chemiczne metody uwalania żywności
Do chemicznych środków konserwujących zalicza się takie związki, które wywołują efektywne utrwalenie żywności już przy stosunkowo małych dawkach, nie przekraczających na ogół 0,1-0,2%, a niekiedy jeszcze znacznie niższych. Z tych względów konserwowanie za pomocą cukru, soli kuchennej, etanolu czy kwasu mlekowego nie jest zaliczane do metod chemicznych.
Podział środków chemicznych:
• germicydy - określenie substancji działających zabójczo na wszystkie mikroorganizmy,
• bakteriocydy - środki niszczące bakterie,
• antyseptyki - środki przeciwgnilne działające hamująco lub zabójczo na drobnoustroje,
• środki dezynfekujące - substancje wyjaławiające środowisko,
• wirusocydy - środki niszczące wirusy,
• fungicydy - środki niszczące grzyby itp.
Peklowanie -mięsa jest modyfikacją dawnej metody solenia i polega na działaniu na mięso mieszanki peklującej, w skład której wchodzą : sól (chlorek sodu); saletra (azotan sodu lub potasu); nitryt ( azotyn sodu); cukier; wielofosforany.
Głównym celem peklowania jest utrwalenie barwy mięsa i polepszenie jego cech organoleptycznych.
Metody peklowania:
a) peklowanie suche
b) peklowanie mokre (zalewowe) - w czasie peklowania na mokro należy pamiętać o konieczności przekładania mięsa w połowie okresu przeznaczonego na peklowanie- ze względu na nierównomierne stężenie saletry i soli kuchennej w solance.
c) peklowanie nastrzykowe - polega na wprowadzaniu solanki za pomocą specjalnych urządzeń do zewnętrznych i wewnętrznych warstw peklowanego mięsa. Metoda ta zapewnia najbardziej równomierne peklowanie mięsa
Wędzenie- jest metodą konserwacji żywności: mięsa i przetworów mięsnych, ryb, serów itp. za pomocą dymu. W wyniku tego procesu produkty żywnościowe uzyskują specyficzny zapach, smak i zabarwienie powierzchni.
Metody wędzenia:
a) wędzenie zimne: 16-22°C
b) wędzenie ciepłe: 22-40°C
c) wędzenie na gorąco: 40-90°C
Do wędzenia używa się drewna drzew liściastych bukowego, dębowego i jałowcowego. Czas wędzenia zawarty jest w granicach od ułamka godziny do paru tygodni (zależnie od temperatury i składu dymu oraz od charakteru wędzonego produktu).
Wędzenie ma na celu:
• nadanie charakterystycznego, cenionego zapachu i smaku, pochodzącego z różnorodnych (w przewadze fenolowych) składników dymu otrzymanego w wyniku powolnego spalania trocin uzyskanych z odpowiedniego gatunku drewna (buk, olcha, jałowiec, grusza, grab, jabłoń, klon);
• obsuszenie, zwłaszcza powierzchniowe i w ten sposób zwiększenie wartości pokarmowej i trwałości produktów wędzonych;
• impregnację różnorodnymi składnikami dymu wędzarniczego (np. krezolami) o działaniu wyraźnie bakteriocydnym i w ten sposób wybitne zwiększenie trwałości produktów.
Zakwaszanie żywności (?)
W stosunku do wielu gatunków bakterii i drożdży jony wodorowe wywierają działanie toksyczne, hamując ich rozwój, a we współdziałaniu np. z podwyższoną temperaturą ułatwiają zabicie
komórek. Stosunkowo wytrzymałe na wyższe stężenia jonów wodorowych są pleśnie.
W praktyce konserwowanie żywności za pomocą kwasów prowadzi się albo za pomocą fermentacji (fermentacja mlekowa), albo przez dodawanie nieszkodliwego dla zdrowia kwasu organicznego (w wyjątkowych wypadkach —mineralnego).