• Nowoczesne systemy utrwalania i pakowania żywności

• Charakterystyka surowców, półproduktów i produktów spożywczych

• Cel utrwalania żywności

• wstrzymanie tkankowych procesów enzymatycznych,

• niedopuszczenie do rozwoju i aktywności drobnoustrojów,

• wstrzymanie reakcji chemicznych,

• wstrzymanie zmian fizycznych,

• ochrona przed inwazją i rozwojem szkodników,

• ochrona przed zanieczyszczeniami.

• Metody utrwalania żywności

Konwencjonalne metody

• fizyczne,

• chemiczne

• biologiczne,

• inne.

Niekonwencjonalne metody

• zmiana składników otoczenia,

• mechaniczne (ultrafiltracja, wysokie ciśnienia)

• mikrofale,

• radiacja.

Techniki skojarzone

• Metody konwencjonalne

• Metody fizyczne:

  • Stosowanie substancji podnoszących ciśnienie osmotyczne np. sól, cukier

  • Odwadnianie – suszenie, zagęszczanie, liofilizacja

  • Zastosowanie niskich i wysokich temperatur:

    • wysokie temperatury - parteryzacja, sterylizacja, termizacja

    • niskie temperatury- zamrażanie i chłodzenie

• Metody chemiczne:

  • dodawanie chemicznych związków konserwujących

  • dodawanie kwasów organicznych np. kwas octowy i kwasów nieorganicznych np. kwas ortofosforowy

  • wędzenie

  • peklowanie

• Metody biologiczne:

  • kiszenie, kwaszenie

• Postępy w utrwalaniu żywności

Zmiana składników otoczenia

Istota - zahamowanie rozwoju drobnoustrojów przez zmianę składu powietrza (próżnia lub gazy obojętne) w produkcie

• tlen,

• azot,

• dwutlenek węgla,

• tłuszcz,

• alkohol.

• Niekonwencjonalne utrwalanie

Mechaniczne

Istota – zahamowanie rozwoju drobnoustrojów przez obróbkę żywności nietypowymi metodami.

• ultradźwięki - drgania o wysokiej częstotliwości – powyżej 20 kHz,

• wysokie ciśnienia (do 1000 MPa).

• ULTRADŹWIĘKI

• Zastosowanie ultradźwięków:

  • niszczenie mikroorganizmów poprzez:

    • uszkodzenia błony komórkowej, co prowadzi do plazmolizy.

    • W żywności płynnej daje lepsze efekty niż w stałej.

Nie przyjęła się do konserwacji żywności bo w miejscach po zniszczeniu drobnoustrojów pojawiają się inne.

• Zastosowanie:

• Homogenizacja np. mleka i margaryny. Tłuszcz i białko mają skłonność do agregacji – powstają konglomeraty. Dodatkowo stwarza to złe warunki dietetyczne dla niemowląt i ma słabą przyswajalność. Konglomeraty są mniej strawne!

• Do rozmrażania – żywność szybciej się rozmraża.

• Niekonwencjonalne utrwalanie

Mikrofale

Istota – zahamowanie rozwoju drobnoustrojów przez działanie mikrofal i ogrzanie produktu.

Mikrofale są to fale elektromagnetyczne w widmie promieniowania elektromagnetycznego fal radiowych o długości 1mm do 1m.

• Mikrofale

fale elektromagnetyczne, krótkie, o dużej częstotliwości. Fale te wywołują ciepło dielektryczne, poprzez uderzenia cząsteczek dochodzi do powstania drgań
i przemiany energii elektrycznej w cieplną.

• Mikrofale - zastosowanie

• Do pieczenia,

• Do procesu pasteryzacji piwa, mleka,

• Do rozmrażania żywności,

• Do blanszowania: krótkotrwałe działanie temp. 70-100˚ C na mięso, warzywa, owoce.

Jest to jeden z etapów obróbki przed zamrożeniem lub zamykaniem w puszce, aby unieczynnić enzymy lub pewne produkty przemian biologicznych powstające w surowcu pod wpływem tych enzymów. Produkty kurczą się co ułatwia pakowanie.

• Niekonwencjonalne utrwalanie

Radiacja

• napromieniowanie żywności

Istota - inaktywacja rozwoju drobnoustrojów przy użyciu promieniowania elektromagnetycznego

• Dawki promieniowania do 10 kGy (Grej) (1 Grej jest równy ok.10 x rad)

• Izotopy

• Lampy elektronowe (promienie X)

• promieniowanie nadfioletowe

Istota - inaktywacja drobnoustrojów promieniami wytwarzanymi na granicy miedzy promieniami X, a widmem promieni świetlnych – widzialnych

• Promieniowanie podczerwone

• długość fali 10ˉ⁴ cm

• Niewidzialne

• Elektromagnetyczne

• Nieszkodliwe

• Ciepłe

• O małej przenikliwości w głąb - woda, białko, celuloza hamują wnikanie w głąb. Już warstwa wody 0.2-0.5 cm hamuje całkowicie przenikanie.

Zaleta- równomiernie nagrzewa

• Promieniowanie podczerwone - zastosowanie

• Suszenie

• Blanszowanie

• Pieczenie na rożnach:

  • w 1 etapie stosuje się mikrofale (wnikają głęboko- efekt upieczenia)

  • w 2 etapie prom. podczerwone („chrupiąca skórka”)

• W kuchenkach

• Promieniowanie UV

• Długość fali 10ˉ⁶ cm, bardzo silnie niszczy żywe struktury, rozbija wiązania międzycząsteczkowe

• powoduje powstawanie wolnych rodników

• w bakteriach niszczy DNA, hamując ich rozmnażanie

• Zaleta- uaktywnia przemiany wit. D.

• Zastosowanie

• Wyjaławianie pomieszczeń, powierzchni gdzie produkowana jest żywność

• naświetlanie żywności jest zabronione (uważa się, że wolne rodniki mogą mieć kancerogenne działanie),

• Do wyjaławiania luków statków przewożących żywność.

• Wywiera silne działanie na spojówki i błony śluzowe.

• Nowe kierunki utrwalania
  
  Jaki jest cel opracowywania i stosowania nowych kierunków utrwalania?

• względy bezpieczeństwa,

• zachowanie wartości odżywczej,

• obniżenie kosztów.

• Technologie minimalnego przetwarzania

Wymagania żywności minimalnie przetworzonej

• zachowanie sensorycznych cech świeżości,

• zastosowanie łagodnych metod przetwarzania,

• zachowanie wrażliwych składników odżywczych,

• wspomaganie metod przetwarzania czynnikami biologicznymi,

• zabezpieczenie jakości przez specjalne opakowania,

• rygorystyczne zachowanie łańcucha chłodniczego.

• 
  Technologie minimalnego przetwarzania

Podstawowe sposoby postępowania

• atmosfera kontrolowana,

• postępowanie po zbiorach,

• zastosowanie mikroorganizmów zabezpieczających,

• nietermiczne metody utrwalania,

• nowe metody ogrzewania,

• nowe techniki opakowaniowe.

• Aseptyczność produktu
  OPAKOWANIA

Wymagania

• nieprzepuszczalne dla pary i gazów,

• zabezpieczenie produktu,

• wytrzymałe mechaniczne,

• obojętne chemicznie.

• Aseptyczność produktu
  Nowe rozwiązania

Rodzaje opakowań

• folie wielowarstwowe,

• modyfikowana atmosfera MAP,

• kontrolowana atmosfera CAP,

• opakowania aktywne (np. uwalnianie antybiotyków),

• opakowania indykatorowe (ocena dawki ciepła),

• opakowania jadalne.

• folia wielowarstwowa

• w procesie zamrażania w niewielkim stopniu stanowi izolację
  w wymianie ciepła dzięki dużemu współczynnikowi przewodzenia ciepła

• podczas przechowywania oraz w obrocie handlowym stwarza możliwie największe ograniczenie przewodzenia ciepła do produktu z otoczenia

• ma małą przepuszczalność dla gazów, pary wodnej i zabezpiecza opakowany towar przed wysychaniem i utratą masy

• posiada niską przepuszczalność dla tlenu oraz chroni produkt przed procesami utlenienia tłuszczów i witamin

• stanowi dobre zabezpieczenie przed utrata zapachów

• wszechstronnie zabezpiecza produkt przed szkodliwym oddziaływaniem otoczenia (odporne również na niskie i wysokie temperatury

• Kontrolowana atmosfera CAP

Pakowanie w atmosferze kontrolowanej polega na stosowaniu hermetycznie zamkniętych opakowań z materiałów nieprzepuszczalnych dla gazu. Określony skład atmosfery w opakowaniu utrzymuje się przez zastosowanie opakowań aktywnych wytwarzających tlen i pochłaniających dwutlenek węgla.

• Modyfikowana atmosfera MAP

Technologia konserwacji żywności, polegająca na utworzeniu wokół żywności atmosfery różniącej się od normalnego składu powietrza.

W przeciwieństwie do przechowywania
w atmosferze kontrolowanej, po zapakowaniu i hermetycznym zamknięciu nie ma już możliwości regulowania stężeń składników atmosfery modyfikowanej. Atmosfera modyfikowana składa się
z jednego gazu lub mieszaniny gazów.

• opakowania aktywne

• Stanowią barierę opóźniającą wpływ otoczenia na jakość produktu

• Zawierają na powierzchni lub w strukturze substancje oddziaływujące na produkt

• Opakowania o funkcji pochłaniaczy:

  • absorber wilgoci – absorpcja wody przez zeolit, celulozę lub ich pochodne np. umieszczanie świeżych ryb lub mięsa na tackach pochłaniających wilgoć

  • pochłaniacze etylenu – nadmanganian potasu i silikon – wyeliminowanie etylenu, który przyspiesza dojrzewanie owoców i warzyw

  • pochłaniacze tlenu – absorbcja tlenu poprzez utlenianie żelaza, kwasu askorbinowego, pirokatechiny- zapobiegają utlenianiu się tłuszczów, rozwojowi bakterii tlenowych i pleśni

  • Opakowania o funkcji emiterów

  • jony srebra – właściwości przeciwbakteryjne

  • Etanol – zahamowanie wzrostu pleśni w pieczywie

  • Dwutlenek siarki – zabezpieczenie winogron przed rozwojem pleśni

  • Sorbiniany, benzoesany, propioniany

  • Allil izotiocyjanianu – działanie antybakteryjne

• Opakowania indykatorowe (inteligentne)

Poprzez umieszczanie różnego rodzaju wskaźników na etykiecie lub opakowaniu pozwalają monitorować jakość produktu

Opakowania indykatorowe najczęściej zawierają wskaźniki:

• temperatury i czasu(TTI) – wskaźniki przechowywania żywności

• Wskaźniki nieszczelności – zawartość tlenu i dwutlenku węgla

• Wskaźniki jakości produktu – wykrywanie obecności metabolitów np. siarkowodór, amoniak, aminy

• Opakowania jadalne

Są wykonane z silnie skondensowanego puree z warzyw lub owoców, które doskonale izoluje żywność od powietrza, ale nie jest zupełnie nieprzemakalne

• Opakowania jadalne

błony zawierające: karwakrol i aldehyd cynamonowy (cynamal). Skutecznie chronią przed następującymi bakteriami:

• Salmonella enterica

• Escherichia coli O157:H7

• Listeria monocytogenes.

• Zastosowanie jadalnych filmów antybakteryjnych daje konsumentom parę korzyści:

  • zapobiega utracie wilgoci

  • pozwala kontrolować wyciekanie soków [...]

  • ogranicza jełczenie, odbarwianie

  • przeciwdziała przechodzeniu obcym zapachem.

Amerykanie wykazali, że w piersi kurzej o temperaturze 4ºC karwakrol był silniejszy bakteriobójczo niż cynamal zarówno w stosunku do S. enterica, jak i E. coli. Przy temperaturze 23ºC obie substancje działały równie skuteczne na S. enterica, lecz z E. coli O157:H7 nadal najlepiej radził sobie karwakrol. Ten ostatni pozostawał też najskuteczniejszą bronią przeciwko L. monocytogenes we wszystkich uwzględnionych temperaturach.