Surowce pomocnicze w produkcji środków spożywczych.

WODA
- przemysłowa – do produkcji paszy przemysłowej, nie może wchodzić w bezpośredni kontakt z produktami ani urządzeniami,
- spożywcza – wolna od drobnoustrojów chorobotwórczych, badana raz na pół roku, wg wymagań UE raz w miesiącu.

PRZYPRAWY I DODATKI
Polepszają smak i zapach, pobudzają apetyt:
- pochodzenia mineralnego – sól kuchenna, azotany, azotyny, polifosforany,
- pochodzenia roślinnego – przyprawy korzenne, warzywa, mąka, białka,
- pochodzenia zwierzęcego – mleko w proszku, kazeinian sodu, albumina.

SÓL KUCHENNA
- kopalniana,
- warzonkowa,
- morska.
Dwie pierwsze są dobrej jakości mikrobiologicznej, mają niski poziom bakterii halofilnych i innych. Sól morska jest zanieczyszczona – w 1g jest 5 x 105 bakterii (Flavobacterium, brevibacterium, Micrococcus, Pseudomonas, Bacillus, Staphylococcus, bakterie halofilne).

POLIFOSFORANY
Stabilizują pH, przeciwutleniacze, polepszają teksturę i soczystość, zapobiegają wyciekowi soku mięsnego (dysocjacja kompleksu aktyna – miozyna, odsłonięcie wiązań i przyłączenie cząsteczki wody). Polska norma polifosforanów sodu i potasu (E452) do peklowania szynki wołowej – 5g P2O5/kg oraz do szynek wieprzowych 5g P2O5/kg. ADI 70mg/kg.
Przy składowaniu do pół roku 1,7 x 105 spor pleśni, do 2 lat – 2 x 102 spor.

PRZYPRAWY
Właściwości aromatyczne (olejki eteryczne) i smakowe (np. pieprz – piperazyna), działanie antyoksydacyjne (np. szałwia, rozmaryn), przeciwbakteryjne (goździki, gorczyca, majeranek; cynamon – hamuje rozwój pleśni).
Pieprz – zielony (owoce niedojrzałe, zalewane), czarny (niedojrzałe, suszone), biały (czarny obierany ze skórki lub owoce dojrzałe obierane na mokro i suszone) – gł. różnica w stopniu dojrzałości owoców.
Zanieczyszczenie mikrobiologiczne – czarny pieprz w 1g 109g bakterii, też pleśnie, zarodniki (maksymalnie dopuszczane 104). Aby polepszyć jakość mikrobiologiczną – sterylizacja przypraw (np. promienie gamma) lub stosowanie ekstraktów otrzymywanych na drodze destylacji.
Olejki eteryczne płynne zawieszone są w dekstranie.
Koelndra i gałka muszkatołowa – substancją czynną są terpeny.
Do środka spożywczego przechodzą roztwory wodne substancji czynnych; ważne przy obróbce jest sprowadzenie, czy są bakterie sporotwórcze.

WARZYWA
Zawierają fitoncydy; silne działanie bakteriobójcze – allicyna i alliina z czosnku (blokują grupy SH Staphylococcus aureus, Shigella i Salmonella typhi.
Cebula – słabe działanie bakteriobójcze olejków eterycznych, najsilniej działa sok. Substancje czynne to tlenek sulfo-S-metylocysteiny i tlenek sulfo-S-n-propylocysteiny. Przechowujemy w główkach w pomieszczeniu o stałym przepływie powietrza w 1°C; suszenie metodą tunelowo-tackową. Głównie bakterie fermentacji mlekowej, rzadko chorobotwórcze (Bacillus cereus).
Chrzan – sok ma słabe działanie bakteriostatyczne.
Sproszkowana cebula i czosnek po nawodnieniu mają silne działanie bakteriobójcze.
Uwaga na zanieczyszczenia bakteriologiczne.

HYDROKOLOIDY
Składniki lub dodatki do żywności; długołańcuchowe polimery o różnej roli:
- działanie zagęszczające,
- właściwości zwiększające lepkość,
- właściwości żelujące,
- stabilizują emulsję,
- wprowadzają cząsteczki w stan zawieszenia,
- zapobiegają wyciekowi wodnemu,
- mogą tworzyć powłoki,
- polepszają teksturę i konsystencję.
Albo rozpuszczają się w wodzie albo w niej dyspergują.

• Pozyskiwane z alg morskich:
- agar – wykorzystywany w przemyśle farmaceutycznym, w mikrobiologii, w przemyśle cukierniczym jako stabilizator (pianki); dobrze rozpuszcza się w ciepłej w wodzie, w zimnej nie jest rozpuszczalny; ma silne właściwości zelujące; termostabilny do 80°C i termoodwracalny,
- karagen – ekstrahowany z glonów morskich (mech irlandzki); zawiera frakcje yotta-, kappa- i lambda-kolagenu. Dwie pierwsze mają właściwości żelujące, a lambda – zagęszczające; ma duże właściwości pęczniejące; stosowany do solanek nastrzykowych dla wędzonek, do keczupów, puddingów, sosów, karmy dla zwierząt, produktów mięsnych,
- kwas alginowy i alginian sodu – ze ściany komórkowej alg brunatnych; nierozpuszczalny w wodzie (sole są rozpuszczalne); roztwory alginianów o niewielkim stężeniu charakteryzują się dużą lepkością. Stabilne w pH 5-10; w obecności jonów wapnia i kwasów tworzą żele; wykorzystywane jako stabilizator do kwaśnych przetworów mleczarskich, soków owocowych, dresingów, stabilizator piany piwa.
• Pozyskiwane z roślin:
- pektyna – występuje w skórce wielu owoców i warzyw; pozyskiwana przemysłowo z jabłek i cytrusów; do produkcji kwaśnych wyrobów owocowych, galaretek, słodyczy,
- guma guar – z owoców drzewa guarowego; szybko rozpuszcza się w zimnej wodzie i w małym stężeniu tworzy roztwory o dużej lepkości; stabilna w pH 4-10; stosowana do produkcji zup, sosów, ciast, karmy dla zwierząt,
- mączka chleba świętojańskiego – przemiał owoców drzewa chlebowego (strąki); najpierw ogrzać do 95°C, żeby uaktywnić – w połączeniu z ksantonem ma właściwości żelujące; stabilna w pH 3,5-11; zastosowanie jak w przypadku gumy guar,
- guma tara – z krzewu tara; właściwości i zastosowanie j.w.,
- guma arabska – wydzielina akacji; łatwo rozpuszcza się w wodzie; stosowana do produkcji drażetek i suszonych rozpyłowo aromatów w proszku,
- celuloza i jej pochodne – najbardziej rozpowszechnione w środowisku naturalnym; pozyskiwana z drewna, roślin plantacyjnych, traw; czysta nie rozpuszcza się w wodzie, dlatego stosuje się celulozę modyfikowaną; głównie jako wypełniacz w produktach niskokalorycznych, dresingi, lody, pasty, bezy, substancje wypełniające w produktach typu light,
- skrobia – źródła: ziemniaki, pszenica, kukurydza, ryż; często modyfikowana w celu uzyskania nowych cech lub polepszenia właściwości (np. pęcznienie w niższych temperaturach, w wyższych temperaturach później kleikuje, stabilna wobec kwasów); najbardziej popularna substancja dodatkowa; wypełniacz w produktach niskokalorycznych, do zagęszczania sosów i zup, stabilizowania napojów, żelowania cukierków do żucia, utrzymania pożądanej wilgotności panierek, karmy dla zwierząt, wyrobów mięsnych, przy pieczeniu chleba (zabezpiecza przed wysychaniem).
• Wytwarzane przez drobnoustroje:
- ksantan – wysokocząsteczkowy biopolisacharyd otrzymywany na drodze fermentacji bakteryjnej przez bakterie Xanthomonas; wodne roztwory mają duże właściwości pseudoplastyczne (wysoka lepkość, którą pozornie tracą przy obróbce); całkowicie rozpuszcza się w ciepłej i zimnej wodzie; niewrażliwy na zmiany pH; niskie stężenie roztworów ma wysoką lepkość; bardzo dobry stabilizator, w produkcji wyrobów delikatesowych, zup, sosów, zupek instant,
- guma gellan – biopolisacharyd powstały na drodze fermentacji bakteryjnej przez bakterie Pseudomonas elodea; ma bardzo silne właściwości żelujące; produkty niskocukrowe, żywność zawierająca owoce, w przemyśle cukierniczym, niskotłuszczowe produkty żywnościowe, do produkcji sztucznych substancji słodzących.
• Pochodzenia zwierzęcego:
- żelatyna – uznawana za żywność samodzielną; powstaje wskutek chemiczno-termicznej obróbki kolagenu (pozyskiwany ze skór, ścięgien, kości); rozpuszczalna w ciepłej i zimnej wodzie; podczas ogrzewania pęcznieje; w przemyśle mięsnym i rybnym do produktów galaretowych, w cukierniczym, w domach (przetwory), konserwy mięsne; nie ma wartości odżywczych i energetycznych; hydrolizat żelatyny stosowany jest przy produkcji szynek jako powłoka ochronna (przed wysychaniem) i nośnik przypraw.

BIAŁKA NIEMIĘSNE
• Białka mikroorganizmów:
- drożdże.
• Białka mleka:
- kazeinian sodu – niekorzystnie zmienia właściwości organoleptyczne; duża wodochłonność; stosowany do wędlin rozdrobnionych 1-3%,
- białka serwatkowe.
• Białka roślinne – soja (przy braku konserwacji ziarno pleśnieje – Aspergillus wytwarza aflatoksyny, które mogą przejść do izolatu; przy zastosowaniu 5% NaCl psuje się tylko połowa):
- izolat – włókna o strukturze miesopodobnej, poddaje się barwieniu karmelem i aromatyzuje,
- koncentrat – na drodze termoplastycznego tłoczenia powstaje granulat, barwimy go i aromatyzujemy; stosowany często jako zamiennik mięsa, np. przy produkcji hamburgerów,
- mąka sojowa – stosowana jako dodatek wodochłonny i emulgujący przy produkcji kiełbas, konserw, pasztetów, także jako analog mleka, zabielacz do kawy, sosów.

Niewielki dodatek izolatów hamuje nieznacznie rozwój gronkowców chorobotwórczych. Niektóre izolaty stymulują rozwój Clostridium perfringens.

Zamienniki tłuszczów – hydrokoloidy; Olestra – produkt reakcji sacharozy z kwasami tłuszczowymi; Salatrim. Substancje niewchłaniające się w organizmie. Rozpowszechnione w USA do żywności typu light. Za duży procent powoduje biegunki.

OSŁONKI
• Z uwodnionej celulozy:
- jednowarstwowe z celulozy regenerowanej (typu easy peal), popularne przy produkcji parówek, łatwo ściągalne,
- trójwarstwowe, zwane fibrusami; wewnętrzna warstwa pokryta przed suszeniem impregnatem przepuszczalnym dla pary wodnej i dymu, przylegające do farszu (do wędlin dojrzewających) lub nie (szynki); z włókniny celulozowej i celulozy regenerowanej,
- czterowarstwowe barierowe, pokryte PVDC (polichlorkiem winylidenu); nieprzepuszczalne dla gazów i pary wodnej; stosowane do wędlin parzonych i gotowanych; nie ma strat masy, smaku, aromatu podczas obróbki,
- osłonki SUN-SPICE – warstwa celulozy, do której przymocowana jest warstwa przypraw dekoracyjnych.
• Z utwardzonych białek:
- jadalne, np. folia kolagenowa (przy produkcji szynek + siatka termokurczliwa).
• Poliamidowe:
- brak przepuszczalności dla gazów i pary wodnej; stosowane do wędlin parzonych, gotowanych, podrobowych, też smalec w batonach, karma dla zwierząt; nie ma ubytku masy, łatwo nanosi się nadruki.

Opakowania.

Celem stosowania opakowań jest ochrona przed czynnikami:
- biologicznymi – bakterie, grzyby saprofityczne, wirusy (żółtaczka pokarmowa), owady, gryzonie – powodują utratę ok. 50% żywności,
- fizycznymi – temperatura, wilgotność, wpływ promieni słonecznych,
- chemicznymi – tlen (pakowanie próżniowe).

Temperatura wpływa na rozwój bakterii. Wzrost o 10° powoduje, że przemiany enzymatyczne przyspieszają 2-3 razy, co powoduje szybszy rozwój bakterii i skrócenie czasu miedzy podziałami. Enzymy własne tkanek również wpływają na jakość żywności.

Wilgotność – część środków spożywczych jest higroskopijna i szybko chłonie wodę z powietrza, gdy wilgotność powietrza jest wyższa od wilgotności produktu, np. mąka, cukier, pieczywo, produkty liofilizowane. Stosuje się osłonki barierowe – para wodna idzie tylko w jednym kierunku – ze środka na zewnątrz. Odbijają one też promienie słoneczne.

Promienie słoneczne – kwanty powodują wybicie elektronu – utlenienie, przyłączenie elektronu – redukcję. Zachodzą dosyć powszechnie zjawiska oksydoredukcyjne (-0,42-0,85 mV). Jełczenie, zmiany organoleptyczne.

Tlen – pakowanie próżniowe (0,5-1,5% tlenu resztkowego). Chemiczne absorbenty tlenu – dwa związki, które do reakcji potrzebują tlenu i zużywają ten zawarty w opakowaniu.

Saszetki chłonące wilgoć w orzeszkach ziemnych – aflatoksynizacja.
Opakowania stwarzają lepsze warunki do dojrzewania, np. drewniane pudełka na salami, beczki na wino.

Rodzaje opakowań:
- pierwotne – mające bezpośredni kontakt z żywnością, np. butelki,
- wtórne – pakowane są w nie opakowania pierwotne wraz z produktem, np. kontener.

Rodzaje materiałów na opakowania:
- papierowe (celulozowe),
- metalowe,
- szklane,
- drewniane,
- wielowarstwowe (soki, mleko),
- z tworzyw sztucznych.
Obecnie liczą się opakowania ekologiczne. Najtańsze są z tworzyw sztucznych, ale mają bardzo długi okres rozpadu. Opakowania ze skrobi zmodyfikowanej.

Pakowanie w atmosferze zmodyfikowanej.

System MAPAX.
Używa się trzech gazów: azotu (obojętny), tlenu i dwutlenku węgla (bakteriostatyczny; hamuje rozwój bakterii tlenowych; na powierzchni tworzy się kwas węglowy, który hamuje rozwój bakterii beztlenowych).
Mięso wołowe: 80% tlenu (wykorzystywany przez barwnik mięśniowy – powstaje metmioglobina i oksymioglobina – czerwona), 20% dwutlenku węgla (bakteriostatyk).
Wędliny, parówki: 80% azotu, 20% dwutlenku węgla.
Mieszanki trójskładnikowe (głównie przy warzywach): 70% azotu, 25% dwutlenku węgla, 5% tlenu.
Mieszankę dobiera się do produktu oraz dobiera się odpowiednią folię (przepuszczalność).

Procesy psucia jak przy pakowaniu próżniowym.

Korzyści:
- przedłużona trwałość,
- odpowiednia prezentacja wyrobu,
- ograniczenie procesu psucia się żywności,
- bardziej higieniczna i wygodniejsza dystrybucja,
- wprowadzenie na rynek nowych produktów (sałatki).

Od czego zależy trwałość:
- rodzaj produktu – skład chemiczny (wolne aminokwasy, tłuszcz, białka),
- higiena wytworzenia,
- warunki przechowywania,
- środek transportu,
- opóźnienia przed pakowaniem,
- dobór mieszanki,
- prawidłowe proporcje gazów w mieszance,
- zanieczyszczenie mikrobiologiczne,
- rodzaj opakowania.

Pakowanie próżniowe.

Pakowanie próżniowe:
- większa trwałość (zabezpiecza przed wpływami środowiska zewnętrznego, bakteriami),
- zachowanie optymalnych cech wyrobu,
- łatwiejsza dystrybucja, bardziej higieniczna.

Jakość i trwałość zależą od:
- rodzaju produktu,
- warunków zewnątrz- i wewnątrzśrodowiskowych (ciśnienie cząsteczkowe tlenu, pH, temperatura, wilgotność względna powietrza),
- wstępnego zanieczyszczenia mikrobiologicznego (aktywność wodna, światło).

Co można pakować próżniowo:
- wędliny,
- kiełbasy,
- sery twarde,
- owoce,
- świeże warzywa,
- świeże mięso.

Pakowanie próżniowe polega na odsysaniu powietrza. Nie ma próżni bezwzględnej, bo zawsze zostaje jakaś część powietrza (tlen resztkowy ok. 1,5%; wystarcza do rozwoju bakterii względnie beztlenowych Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter do momentu, gdy stężenie tlenu resztkowego osiągnie 0,5% - wtedy rozwijają się bakterie fermentacji mlekowej).
Pseudomonas, Moraxella i Acinetobacter wydzielają dwutlenek węgla. W przypadku mięsa surowego tlen jest wykorzystywany w procesach utleniania przez tkankę mięśniową i wydalany jako CO2.
Produkty metaboliczne Lactobacillus utrwalają produkt. Jeżeli jest ich za dużo – zapach kwaśny, serowaty, masłowy, mlekowy.

Przy pakowaniu próżniowym rozwija się G+ Bronchotrix thermospacta. Mięso zapakowane próżniowo może mieć zielonkawy wypływ i zielonkawą powierzchnię – wpływ siarkowodoru powstałego pod wpływem Alteromonas putrefaciens. Jeżeli nie ma zapachu siarkowodoru to jest to pod wpływem Pseudomonas.
Do zielenienia dochodzi przy pH ≥ 6, dlatego obniża się pH poniżej 6.
Yersinia enterocolitica – nie ma wpływu na mięso, ale się w nim rozwija.
Mięso przechowywane w ciepłej temperaturze może mieć zapach gnilny pod wpływem Enterobacter liquefaciens, Hafnia alvei.
Żeby zapobiec rozwojowi Clostridium botulinum mięso wcześniej peklujemy i przetrzymujemy w warunkach chłodniczych.

Pakowanie próżniowe półtusz i dużych elementów.
W ciągu 40 minut od rozbioru, w temperaturze 8-12°C takie mięso zostaje zapakowane próżniowo i od razu jest skierowane do chłodni. Wołowina dojrzewa 3-4 tygodnie, ale są to bardziej korzystne procesy, niż przy dojrzewaniu normalnym: bardziej kruche mięso, nie wysycha, są mniejsze utraty masy.

Wadą pakowania próżniowego jest nieestetyczny wygląd – wołowina jest szaro-brązowa (tlen wykorzystywany przez mięśnie, mioglobina przechodzi w metmioglobinę).
Opakowanie musi być szczelne, bez przerwania ciągłości.
Produkty drobiowe można pakować próżniowo, ale w przypadku świeżych tuszek pakowanie nie ma sensu, bo już jako materiał wyjściowy nie są one zbyt czyste mikrobiologicznie.