Gałęzie przemysłu spożywczego

1. chłodniczy (plusowy i minusowy)

2. cukierniczy

3. cukrowniczy

4. jajczarsko - drobiarski

5. koncentratów spożywczych

6. mięsny

7. mleczarski

8. młynarski i makaronowy

9. napojów mineralnych bezalkoholowych

10. olejarski

11. owocowo - warzywny

12. piekarski

13. piwowarski

14. rybny

15. spirytusowy z drożdżowym

16. tytoniowy

17. winiarski

18. ziemniaczany

19. inne (ocet, majonez, musztarda, itp….)

SKŁAD CHEMICZNY

Podstawowe składniki:

• Woda

• Białka

• Cukrowce

• Tłuszczowce (roślinne i zwierzęce)

• Witaminy

• Substancje mineralne

Białka:

A) Proteiny

• Albuminy

• Globuliny

• Gluteiny

• Prolaminy

• Skleroproteiny

• Histony

• Prolaminy

B)Proteidy

• Chromoproteidy

• Glikoproteiny

• Fosfoproteidy

• Lipoproteidy

• Metaloproteidy (Cn, Zn, Fe, Ce)

• Nukleoproteidy

Komplet aminokwasów potrzebnych człowiekowi zawiera białko jaja kurzego.

Barwniki - istotne z punktu technologicznego i handlowego.

Podstawowe barwniki:

• Antocyjanek

• Chlorofil

• Karotenoidy

• Barwniki hemowe (szynka i pochodne)- łatwo ulegają przekształceniu na barwę szaro-zieloną

Wartość energetyczna -na podstawie badań w bombie kalorymetrycznej

Wartość fizjologiczna - po spaleniu 1 g danego składnika uzyskujemy określoną ilość kalorii

1 kcal = 4,19 kJ

Witaminy:

• A -
  -karoten

• D- steroidy, pierścieniowe; niedobór- krzywica; jest w rybach, maśle, jajach

• E - tokoferol; niedobór - bezpłodność; jest w szpinaku, fasoli, jajach

• K - naftochinon, krzepnięcie krwi; jest w warzywach

• B₁ - tiamina, bierze udział w przemianach cukrowców; niedobór powoduje chorobę beri-beri; jest w pieczywie i warzywach

• B₂ - ryboflawina; jest w mleku, jajach i drożdżach

• C - kw. askorbinowy + kw. dehydroaskorbinowy ( KA + KDA)

1 mg = 0,001 g

ppm - parts per milion - części na milion, np. 10 mg/kg= 10ppm

CZYSZCZENIE SUROWCÓW:

Warzywa korzeniowe - czyszczenie na sucho

Mycie usuwa około 95% zanieczyszczeń; trudne w myciu - warzywa liściaste, np.: szpinak (przechodzenie przez system trzech płuczek); jabłka - system spławiakowy; wiśnie - transport w wodzie - jednoczesne ich mycie

Opakowania - myjki; surowce - płuczki

Surowce łatwe do zniszczenia myjemy natryskami (prysznic wodny) lub bańkami powietrza

Proces mycia zmienia liczbę drobnoustrojów i usuwane są resztki środków opryskowych

Zboża - system sit, trymery, powietrzne czyszczenie

Zwierzęta - usuwanie włosów - opalanie świń

Jaja - musi być odpowiednia czystość

Rodzaj i ilość zanieczyszczeń dla produktów roślinnych zależy od: warunków pielęgnacji, techniki sprzętu, sposobu młocki, wstępnego czyszczenia, rodzaju transportu i opakowania.

Podstawowe znaczenie mają zanieczyszczenia:

- mineralne

- roślinne

- zwierzęce

- chemiczne

- mikrobiologiczne

Skuteczne czyszczenie powinno:

- efektywnie oddzielać zanieczyszczenia od zabrudzonego surowca

- usuwać zanieczyszczenia poza czyszczony materiał

- pozostawiać oczyszczony surowiec w dobrym stanie

- ograniczać rekontaminację

Czyszczenie surowców jest zespołem różnego typu operacji i procesów jednostkowych wśród których przeważają operacje typu mechanicznego. W praktyce stosuje się wiele sposobów czyszczenia uwzględniających rozwój zanieczyszczenia i dostosowanych do rodzaju surowca.

Czyszczenie zbóż:

- wstępne - podczas młocki, oddziela się ziarno od plew, słomy, chwatów, kamieni itp.

- czarne - usuwanie zanieczyszczeń występujących luźno w masie ziarna (w młynach)

- białe - usuwanie brudu z powierzchni ziarna, zewnętrznych części okrywy , a nawet zzarodka. Potem masa zbożowa jest jeszcze doczyszczona -usuwa się się pyły z pola i bruzdki ziarna.

Czyszczenie ziarna może być na mokro, w specjalnych płuczkach umożliwiających bardzo dokładne usunięcie piasku, torebek, śmieci i innych.

Urządzenia stosowane: tryjery, żmijki, ciśnieniowe magnetycżne, obłuskiwacze, szczotkarki, płuczki.

Czyszczenie roślin okopowych, warzyw i owoców:

Przeważnie za pomocą płuczek -woda płynie w przeciwprądzie. Odpowiednie części do czyszczenia: szczotki, mieszadła. Wcześniej surowiec jest transportowany kanałami wodnymi (spłuczkami) -wstępne mycie.

- obieranie mechaniczne - obieraczki z nożykiem skośnie lub elastycznie przylegające do powierzchni szybko obracających się owoców (głownie obieraczki do ziemniaków)

- obieranie termiczne - polega na zanurzeniu owoców lub przeciąganiu we wrzącej

wodzie lub w na traktowaniu wrząca woda surowców na taśmie

- obieranie termiczno-chemiczne - zanurzanie owoców wprawie wrzącym 1-2 % NaOH (przyspieszona hydroliza pektyn)

- opalanie powierzchniowe - za pomocą gazów spalinowych w temperaturze 1200°C, a następnie spłukaniu nadwęglonych części za pomocą strumienia wody o wysokim ciśnieniu.

- Traktowanie para wodną - traktowanie surowców na taśmie w ciągu krótkiego okresu czasu para o ciśnieniu 0,6-0,3 MPa i temperaturze 160°C, co doprowadza do z hydrolizowania pektyn i rozluźnienia łupiny lub skórki.

Ogólne czyszczenie metodami:

- mechanicznymi

- termicznymi

- chemicznymi

- na sucho

- na mokro

PASTERYZACJA -sterylizacja produktów systemem ciągłym z błyskawicznym nagrzaniem i ochłodzeniem oraz z aseptycznym pakowaniem.

W czasie produkcji dokonuje się oceny organoleptycznej (konsumenckiej) i sensorycznej (oceniający jest „skalibrowany”). Obie oceny są subiektywne; próby obiektywizacji ocen

W ocenie konsumenckiej biorą udział zmysły:

• Wzrok(barwa) - stosowane oko ludzkie, wzorce barw i do tych wzorców odnoszono badane próbki. Obiektywizacja - kolorymetria ( w świetle przechodzącym), lub też kolorymetria w świetle odbitym.

Skala Huntera:

L - jasność

+a - barwa czerwona

-a - barwa zielona

+b - barwa żółta

-b - barwa niebieska

• Smak - brak metod obiektywnych, zależna od wrażliwości kubków smakowych oceniających osób

• Dotyk - badano konsystencję (najbardziej zmienna groszku), obecnie stosuje się prasy ścinające

• Węch - chromatografia gazowa przy stosowaniu aromatycznych (produkt gotowy); ocena obiektywna

• Słuch - badamy kruchość produktu metodami akustycznymi

Zanieczyszczenia:

Mikroflora

• Saprofity: mogą być pożyteczne (np. bakterie kwasu mlekowego, drożdży)

• Chorobotwórcze: np. Clostridium botulinum (pH>4,5); powodują intoksykacje(toksyny powodujące, np.: biegunkę), infekcje

Bakterie gnilne - działanie zależy od kwasowości, ograniczony rozwój w pH<4,5

W kapuście pleśnie powodują wzrost pH, jak zrobią swoje to w wierzchniej warstwie zaczynają akcję (dywersyjną??) bakterie gnilne.

Mikrobki - mogą być z powietrza, roślin, ludzi. Najczęściej z gleby. Zakaz nawożenia fekaliami ze względu na zakażenia surowców.

Surowce o pH 2,5 są łatwiejsze do utrwalenia, a te o pH 4,5 - 7,0 są trudne do utrwalania (zwłaszcza termicznego).

Ocena organoleptyczna brak składu chemicznego i mikrobiologicznego.

Smak -brak możliwości obiektywizacji

Drobnoustroje:

- saprofity

- chorobotwórcze (infekcje, intoksykacje)

Pleśnie - mykotoksyny

Amarantus zboże, odcień czerwony

Syrop ziemniaczany - zhydrolizowana skrobia

Owoce i warzywa zawierają:

-cukry i kwasy

-cukry skrobiowe

Import - oliwa, koncentrat soku pomarańczowego, owoce, oleje palmowe, ryż, kukurydza

Czyszczenie mleka - wirowanie - około 8 tyś obrotów/min

Zboże

Transport: przyczepa wyłożona folią, wysypanie pneumatyczne

Czyszczenie:

-przesiew z podmuchem

-tryjery

Młyn - piętrowy (przejście ziarna grawitacyjne)

Mięso:

Transport - humanitarny

Czyszczenie -po uboju

Buraki -ziemia może być oddzielana na sucho

Drób - ogłuszenie i dekapitacja

Mechanizacja zbiorów -porzeczki, wiśnie

Transport chłodzony - w wodzie i z lodem

Czyszczenie surowca może zacząć się już w trakcie transportu

ROZDRABNIANIE-

Ziarno - dawniej w żarnach, wiatraki, młyny. Obecnie rozdrabnianie w wlewnikach; po przemiale - otręby

Buraki - w krajalnicach

Winogrona - gniotowniki; dawniej nogami

Szarpanie - w szarpaczach, rozrywana jest tkanka

Procesy rozdrabniania surowców:

- krojenie

- zgniatanie

- łupanie

- rozcieranie

- przecieranie

Operacja rozdzielenia:

1. przesiew na sucho przez sita

2. wirowane (dla płynnych)

3. na mokro - filtracja - może pogorszyć smak (gdy oddzielamy substancje smakowe)

Młyn - dosyć regularne odpylanie

Mleko -składniki:

1. białko ok.3%

2. tłuszcz 3,5 - 4%

3. cukier

Dozowanie - zwykle na końcu procesu technologicznego przy pakowaniu, np.: dozowanie groszku do puszki. Płyny są łatwiejsze do dozowania, CO₂ - utrudnia dozowanie, kłopotliwy analitycznie, więc należy gaz ten usunąć. Mechanicznie nie dozujemy - szynka konserwowa, całe ogórki konserwowe ( jak je maszyna poukłada w słoiku - macie jakieś pomysły??), dawniej fasolka szparagowa (obecnie jest w formie krajanki i można).

OGRZEWANIE:

1. pieczenie

2. gotowanie

3. prażenie

4. tostowanie i inne

Są to procesy w podwyższonej temperaturze. Podstawowym źródłem ciepła jest para wodna wytwarzana w kotłowni (kocioł parowo - ciśnieniowy) z akumulacją pary lub przez generatory pary (bez akumulacji)

Kocioł parowy - obecnie ogrzewanie gazem lub olejem grzewczym (dawniej węglem)

Ciepło właściwe wody - 4,19 kJ/kg

Ciepło parowania (zależy od temperatury) - około 2000 kJ/kg

Ciepło jest zakumulowane w parze. Urządzenia grzejne -kocioł z płaszczem parowym

rys.kocioł z płaszczem parowym

Temperatura palnika gazowego - 1000^oC

Para o temperaturze 120^oC szybciej ogrzeje - podczas przepływu przez płaszcz skrapla się i oddaje ciepło.

II sposób ogrzewania - żywą parą, brak płaszcza grzejnego kotle.

rys. kocioł bez płaszcza grzejnego

Ciepło skraplania = ciepło parowania

rys. wyparka próżniowa

Wyparka próżniowa(rys. powyżej) - skroplenie pary jest warunkiem ogrzewania. Stosujemy, gdy chcemy zachować jakość produktów

ZAGĘSZCZANIE

Stosowane, gdy chcemy uzyskać trwałe cechy produktu. Proces przeprowadzamy w wyparkach próżniowych.

Zagęszczamy:

-mleko

-koncentrat pomidorowy (6-krotnie zagęszczony)

Proces stosujemy, gdy jest potrzebne zagęszczanie (np.: w produkcji cukru) - bez stężenia nie uzyskamy sacharozy, która chce krystalizować oraz do produkcji koncentratów.

Zagęszczanie przeprowadzamy w temperaturze wrzenia w wyniku różnicy ciśnień (w wyparce); wtedy jest intensywne parowanie

SUSZENIE

Odparowanie wody w temperaturze poniżej temperatury wrzenia. Warunkiem jest, aby powietrze było suche.

Wilgotność względna - stosunek tego co jest w danym powietrzu do tego co mamy w produkcie.

Wilgotność powietrza - około 50%. 1 dm³ powietrza w temperaturze pokojowej ma masę około 1,3 kg (około 20g H₂O w t=20^oC)

Im wyższa temperatura powietrza tym może być otrzymana większa ilość pary. Jeśli pary jest więcej to jej nadmiar się skropli.

Pomiar wilgotności - higrometr. Przemysłowo stosuje się psychrometr Augusta

Metody suszenia:

- konwekcyjna - gorącym powietrzem (zwykle powyżej 100^oC), gdyby było cieplejsze wtedy zachodzi utlenianie.

-odwodnienie produktu

-rozpyłowe - np.: mleko w proszku

-w suszarkach bębnowych (np.: przecier pomidorowy)

-liofilizacja - suszenie w stanie zamrożonym przez sublimację: lód - para wodna(pomijamy fazę ciekłą). Długość procesu zależy od wielkości produktu

Ogrzewanie powietrza - kaloryfery ( zamiast wody jest para wodna)

Proces suszenia liofilizacyjnego wymaga ciepła sublimacji (ciepło topnienia lodu: około 330 kJ; ciepło parowania wody: około 2200 kJ)

Liofilizowane - kawa rozpuszczalna liofilizowana, truskawki, flaki. Proces kosztowny, odbarwia się w tym procesie karoten.

Eksportujemy: owocowe chipsy liofilizowane

Susz - 1-2%, bardzo porowaty i wymaga hermetycznego pakowania.

Osmotyczne odwadnianie - potrzebne są błony półprzepuszczalne, można stosować roztwór sacharozy.

Odwadnianie soków owocowych - kriokoncentracja (wymrożenie wody), stosowana do zagęszczania wina i piwa.

• Odwrócona osmoza (RO) - „wyciskanie” wody przez membranę półprzepuszczalną pod wpływem wysokiego ciśnienia (około 150atm). Metoda stosowana do uzyskiwania czystej wody (np. wody pitnej), produkcji czystej wódki, uzdatniania wody dodawanej do soków owocowych.

Zatrzymuje małe cząsteczki chemiczne, przepuszcza wodę, białka, drobnoustroje celulozy

• Zwykła filtracja: brak właściwości błony półprzepuszczalnej, zatrzymuje cząstki osadu i niekiedy drobnoustroje.

• Ultrafiltracja - membrana zatrzymuje cząstki osadu i cząsteczki chemiczne (koloidy, białka, pektyny, celulozy)

Suszenie i zagęszczanie obniża aktywność wody (a_w=0-1,0)

342 g - 1 mol sacharozy

58,5 g - 1 mol soli kuchennej

Suszenie - usuwanie wody przez odparowanie poniżej temperatury wrzenia

Parowanie powoduje ochłodzenie

Zagęszczanie - odparowanie wody w temperaturze wrzenia.

Wrzenie - intensywne parowanie, jest ono intensywniejsze im niższe jest ciśnienie.

Cukier obniża także aktywność wody, można go zagęszczać w celu utrwalenia lub wydobycia cukru.

Zagęszczanie - w temperaturze wrzenia

Suszenie - poniżej temperatury wrzenia

Kriokoncentracja - stosowana głównie do zagęszczania soku pomarańczowego. Wymrożenie kryształków lodu i ich oddzielenie. Są dwie fazy - zagęszczony sok i kryształki lodu.

Chipsy beztłuszczowe - odwodnienie produktu w roztworze sacharozy (najczęściej).

Ściana komórkowa - o właściwościach błony półprzepuszczalnej i woda z produktu będzie wyciągana z niego

Odwadnianie i potem wysycanie cukrem, po odwadnianiu osmotycznym osuszenie produktu.

EKSTRAKCJA -operacja lub zespół operacji sprowadzająca się do wydobycia z mieszaniny stałej, płynnej lub gazowej określonego składnika lub grupy składników za pomocą odpowiedniego rozpuszczalnika. Następnie oddziela się wydzielany składnik od rozpuszczalnika w wyniku destylacji, krystalizacji lub innej operacji. Podstawowe znaczenie ma proces dyfuzji.

Metody ekstrakcji:

- maceracja - zalanie rozpuszczalnikiem w temperaturze 15-20°C,

- perkalacja - rozpuszczalnik przepływa pod wpływem siły ciężkości przez ekstrahowany

materiał

- metoda immersyjna (dyfuzyjna) - surowiec całkowicie zanurzony w rozpuszczalniku

- wielostopniowa - kilkukrotne przemywanie surowca ekstraktem a potem czystym

rozpuszczalnikiem

Zastosowanie:

- przemysł olejarski - ekstrakcja tłuszczów z nasion oleistych przy użyciu benzyny

ekstrakcyjnej (ekstrakcja wielostopniowa)

- przemysł cukrowniczy - ługowanie rozdrobnionych buraków cukrowych z użyciem wody jako rozpuszczalnika; powstaje roztwór cukru około 12-14 %, wydobycie cukru w wyniku krystalizacji z zagęszczonego syropu po odparowaniu

- ekstrakcja wielu składników - jest wpływ składników występujących w małych ilościach witamin, enzymów, barwników, substancji zapachowych i smakowych, gdyż przy ekstrakcji zostają zachowane własności organoleptyczne produktu stosuje się do sporządzenia różnych ekstraktów:

- drożdżowe

- chmielowe

- słodowe

- kofeinowe

AKTYWNOŚĆ WODY - stosunek prężności pary wodnej nad roztworem do prężności pary nad czystą woda w tej samej temperaturze. Dla roztworu, w którym na 1 l czystej wody przypada 1 mol rozpuszczonej

substancji aktywność wody wynosi 0,9823 oznacza to że roztwór taki wykazuje prężność pary wynosi 98,23% w stosunku do prężności pary czystej wody w tej samej temperaturze.

Zazwyczaj w produktach żywnościowych aktywność waha się w granicach 016-110. Dla czystej wody aw decyduje o trwałości mikrobiologicznej produktów żywnościowych- im niższa wartość tym żywność jest trwalsza. Najmniej odporne na obniżanie aktywności wody są bakterie, które na ogół nie są w stanie rozwijać się przy aktywności poniżej 0,9.

Bakterie - 0,90

Drożdże - 0,88

Pleśni e -0,80

bakterie halofilne - 0, 70

pleśnie kserofilne - 0,65

drożdże osmofilne - 0,61

Aktywność wody ma wpływ na reakcje chemiczne, które zachodzą przy prawie każdej wartości aw , ale z różną szybkością, choć aw może czasem zmieniać kierunek reakcji.

Wartość aw ma duży wpływ na reakcje nieenzymatycznego brunatnienia ( przy małych zachodzą bardzo wolno, przy średnim szybkość wzrasta do maksymalne i zmniejsza się gdy dalej rośnie). Jest duży wpływ na utlenianie tłuszczów.

Wyznaczanie aktywności wody sprowadza się do pomiaru RWW (równowagowa wilgotność względna). Prowadzi się to w ekstykatorach, gdzie umieszcza się próbkę w otoczeniach o różnej wilgotności, wówczas chłonie ona wodę lub wysycha. W sekcji gdzie masa próbki nie uległa zmianie przyjmuje się wartość próbki dla tego produktu równa RWW otoczenia/1 00.

Aktywność wody ma wpływ na:

- trwałość

- przebieg brunatnienia nieenzymatycznego

- utleniania tłuszczów

- utleniania białek

- działalność enzymów

UTRWALANIE ŻYWNOŚCI

Główne przyczyny nietrwałości żywności:

1. drobnoustroje

2. klasyczne reakcje chemiczne: utlenianie

3. reakcje enzymatyczne (enzym: biologiczny katalizator)np.: e. amylolityczne

4. insekty

5. gryzonie

Niszczenie drobnoustrojów:

- zniszczenie form wegetatywnych

- przetrwalniki (trudniejsze do usunięcia)

1802- Nicolas Appert, zastosował apertyzację, tj. utrwalanie żywności przy pomocy ciepła w hermetycznym opakowaniu.

APERTYZACJA - sterylizacja żywności w opakowaniach hermetycznych. Najistotniejsza operacja to sterylizacja w autoklawie.

PASTERYZACJA - polega na ogrzewaniu materiału do temperatury nie przekraczającej 1OO°C (przeważnie 65-6S0C) aby zniszczyć formy wegetatywne drobnoustrojów chorobotwórczych i przedłużyć trwałość produktu. W przypadku żywności o pH<4,5 (np. owoców) pasteryzacja pozwala na uzyskanie pełnej trwałości mikrobiologicznej produktu.

STERYLIZACJA - ogrzanie produktu w temperaturze przekraczającej 1OO°C. Jej celem jest całkowite termiczne zniszczenie drobnoustrojów (zarówno form wegetatywnych jak i przetrwalników).

TYNDALIZACJA - metoda wyjaławiania, polega na trzykrotnym ogrzaniu środowiska w temperaturze 65-68°C) przez 30 minut w odstępach 24- godzinnych. Metoda stosowana do sterylizacji środowisk (np. podłoży hodowlanych) zawierających termolabilne składniki ulegające rozkładowi w temperaturze powyżej 100°C.

Im wyższa temperatura tym lepsze zniszczenie drobnoustrojów.

Temp. 110^oC daje 7-krotnie lepsze wyniki niż temp. 100^oC. Ma to znaczenie praktyczne, niszczone są też związki termolabilne (np. barwniki).

Roztwory - wyższa temperatura wrzenia.

Puszki - mają zredukowane ciśnienie. Podczas sterylizacji w puszce panuje ciśnienie wyższe od panującego w autoklawie.

Autoklaw pionowy okresowy o pojemności ok. 200 kg

Ciągły - trudny do konstrukcji.

Zawory gwiaździste - pionowo i poziomo. Zamkniecie obrotowe

Autoklaw hydrostatyczny - temperaturę regulujemy z pomocą słupa wody.

Konserwy sterylizowane: groszek, fasolka konserwowa (dość trwałe). Mogą być trzymane w temperaturze pokojowej.

HTST - High Temperature Short Time; maksymalnie podnosimy temperaturę, maksymalnie skracamy czas działania temperatury na żywność, drobnoustroje są niszczone

Aseptyczne utrwalanie - utrwalanie poza opakowaniem, schładzanie i umieszczenie do opakowania

Do płynnych soków owocowych oraz zup lub produktów płynnych z niewielkimi cząstkami.

Do wymiennika ciepła (płytowego) stosujemy HTST. I musimy to błyskawicznie chłodzić (zimną wodą)

Uperyzowanie - utrwalanie poza opakowaniem, chłodzenie - wprowadzamy do zbiornika z obniżonym ciśnieniem. Miejsce zgrzewania - wyjaławiane

Można także aseptycznie opróżniać stopniowo.

MROŻENIE

Konkurencją:mrożenie. W mrożeniu dominują owoce i warzywa.

500 tyś. ton mrożonek - z tej puli około 350 tyś ton stanowią owoce i warzywa..

Przyczyna trwałości żywności - wymrożenie kryształów wody i obniża się aktywność wody i mikruski nie mogą się rozwijać. Zabezpieczenie temperatury trzymania mrożonek - 18^oC.

Temperatura ujemna -im jest niższa tym większe zwolnienie reakcji chemicznej i enzymatycznej zgodnie z regułą van't Hoffa. Wstrzymanie rozwoju drobnoustrojów

Do mrożenia temperatury od -25^oC do - 197^oC (kriogeniczne, ciekły azot)

Temperatura mrożenia - -40^oC

Temperatura przechowywania - -18^oC

W mrożeniu kontaktowy może być nawet temperatura -25^oC

Mrożenie owiewowe - 40^oC (powietrze ma złe właściwości termodynamiczne)

Składowanie - temp. Nie wyższa niż -18^oC do -25^oC.

Zaleta:

- zachowanie w najwyższym stopniu cech wyjściowych produktów. Długo utrzymuje dobrą jakość produktów

Wada - narusza strukturę produktów żywnościowych, wysoki koszt utrzymania

Mrożenie nie hamuje działania enzymów w temperaturze około -18^oC, może być zmiana smaku i trzeba enzymy unieczynnić poprzez blanszowanie: wrzucenie tkanki roślinnej do bardzo ciepłej wody, a potem do niskiej temperatury - produkt nie ciemnieje

CO - blokuje enzymy

Aktywność wody zależy od stężenia

1 mol soli - 58g

1 mol sacharozy - 342g

KONSERWANTY I ASEPTYKI

Konserwanty dodawane w niewielkich dawkach rzędu 0,1% (1g/ kg) oddziaływuje hamująco lub niszcząco na mikruski.

Cukier, sól - dobre konserwanty

Cukier - dżemy wysokosłodzone; utrwala około 70% cukru.

Sól - utrwalamy śledzie, potrzebne stężenie około 1,5-2%. Solanka - stężenie 10% i więcej. Potem ekstrakcja soli ze śledzi. Solanka stosowana jest też do grzybów. Przy stężeniu 10% produkt jest trwały.

SO2 i jego roztwór wodny

Benzoesan sodu

Kwas benzoesowy

Azotyn sodu (zachowuje barwę szynki w procesie peklowania; barwniki hemowe nie zmieniają się)

Dżem niskosłodzony - łatwo można zafermentować; w dużych opakowaniach jest środek konserwujący

Konserwanty - przy niewielkich ilościach niszczą drobnoustroje

Aseptyki - kwas benzoesowy i jego sole, kwas sorbowy, SO₂, H₂SO₄

H₂SO₄ - można usunąć przez podgrzewanie, jak się zwiąże to nie ma mocnych i go nie usuniemy

Sublimat rtęci - w XIX wieku stosowany jako konserwant

Kwas siarkowy VI - jako konserwant

Obecnie NO₂^- - utrwala barwę w procesie peklowania inaczej mięsko jest szaro-zielone

Kwas sorbowy - konserwant naturalny z owoców zielonej jarzębiny, można otrzymać syntetycznie

Do marynaty benzoesan sodu i ogórki się nie psują.

Soki, mleko, produkty dla dzieci - NIE WOLNO stosować środków chemicznych.W mleku mogą być antybiotyki, gdy krowa choruje.

Biologiczne:

Stosowane w przemyśle spożywczym i rolnictwie

Fermentacja kwasu mlekowego kwas mlekowy - właściwości konserwujące, stężenie około 0,8-1,8% (1,5)

Można wykorzystać drobnoustroje do wytworzenia kwasu mlekowego.

Na powierzchni kiszonki - pleśnie (jedzą kwas mlekowy), wzrost pH i mogą wkroczyć bakterie gnilne

Ocet - kwas octowy, konserwuje przy 4% (bez dodatków)

Ocet - z etanolu (10%) utlenianie (intensywne) -przez aldehyd octowy i do CH₃COOH. Produkcja w acetatorze. Dawniej tylko ocet fermentacyjny, obecnie Moza go uzyskać chemicznie

Inne metody utrwalania żywności:

• Radiacyjne - energia niszczy drobnoustroje. Małe dawki całkiem nieźle konserwują i nie mają wpływu na konsumenta. W większych dawkach szkodliwe. Bardzo małe dawki promieniowania by zahamować kiełkowanie ziemniaków i cebuli. Deinococcus radiodurans - zniesie promieniowanie 1000x wyższe niż dawka śmiertelna dla człowieka

• Z zastosowaniem, wysokich ciśnień -HP (high pressure)

Małe 0,1-10MPa

Średnie 10-1000MPa

Duże 1-100GPa

10GPa - 100 000 at

jądro ziemi - 350GPa

pulsar 10²⁰ GPa

Żywność - 400-800 MPa

-dżemy

-soki

-przeciery

Można usunąć drobnoustroje i białkowe struktury genetyczne w niskiej temperaturze. Podniesienie temperatury podczas HHT - można obniżyć ciśnienie. Istnieją ciśnieniooporne drobnoustroje

Popularne metody utrwalania:

• Apertyzacja

• Pasteryzacja

• Sterylizacja

• Aseptyczne pakowanie- popularne

• Suszarnictwo - już nie takie popularne

• Biochemiczne:

Preparaty enzymatyczne - słód jęczmienny, enzymy proteolityczne, amylolityczne, lipolityczne, pektynolityczne

Główny producent enzymów - drobnoustroje; pleśnie głównie Aspergillus niger

Czysty preparat - bardzo trudny do uzyskania

Hydroliza skrobi - przyłączenie wody i rozpad cząsteczki na maltozę i glukozę

Destylacja - rozdział substancji na zasadzie różnych temperatur wrzenia

DODATKI DO ŻYWNOŚCI

Dodatkiem do żywności jest każda substancja zazwyczaj sama nie spożywana jako żywność i nie używana jako typowy jej składnik, mającą lub nie mającą wartości odżywczej (syntetyczna substancja dodana, np.: substancje zapachowe, konserwanty)

Barwniki:

• Naturalne organiczne

• Chlorofil

• Karoten

• Antocyjan

• Likopen

• Identyczne z naturalnymi - wzór chemiczny jest taki sam jak naturalnego, ale otrzymano go syntetycznie

• β- karoten

• Organiczne syntetyczne

• fiolet metylowy

• Nieorganiczne

• Złoto - np. w wódce Goldwasser

Substancje aromatyczne:

• Naturalne:

• Olejki aromatyczne roślinne

• Identyczne z naturalnymi

• Syntetyczne

Rozpuszczalniki:

• Kwas benzoesowy

• Benzoesan sodu

• Kwas propionowy (może być w chlebie)

• Bezwodnik H2SO4 ,czyli SO2

• Azotyn sodu NO2

Synergenty i przeciwutleniacze

• Kwasy, zasady i sole

• Chlorek potasu

• Kwas winowy

• Kwas cytrynowy

• Kwas mlekowy

• Kwas octowy

• Kwas siarkowy - w procesie produkcji żelatyny

• Kwas solny - żelatyna, woda do produkcji piwa

• Kwas L- askorbinowy

Stabilizatory

• Lecytyna - stabilizator emulsji

Substancje zagęszczające - zwiększają lepkość produktu

• Agar

• Skrobia

• Karacen

• Pektyna -wymaga dużo cukry

• Pektyny niskometylowane - galareta przy niskim stężeniu cukru

• Żelatyna

• Guma guar

Substancje klarujące

• Agar

• Ziemia okrzemkowa

Rozpuszczalniki ekstrakcyjne

• Heksan

• Benzyna ekstrakcyja

Substancje wzmacniające smak i zapach

• Glutaminian sodu

Substancje wzbogacające:

• Witamina C

• Jodek potasu -wzbogaca sól

Substancje do stosowania na powierzchni

• Parafina - do serów

Substancje słodzące

• Aspartam

• Sacharyna

Hydroliza kwasowa skrobi

Jest reakcją egzotermiczną, wymaga pewnej energii aktywacji niezależnie od katalicznego działania jonów H+.

Dany roztwór skrobi ogrzewa się w obecności kwasów H2SO4 lub HCL. Powoduje to przekształcenie się około połowy skrobi w dekstryny a połowę w maltozę i glukozę. Przy dalszej hydrolizie można prawie całą skrobię przekształcić w glukozę, która po skrystalizowaniu (pomimo łącznej zawartości około 20% wody w hydrolizacie) zamienia się w jednolity twardy blok. Z tego produktu po oczyszczeniu w roztworze i ponownym przekrystalizowaniu można uzyskać glukozę wyższej ważności. Łagodną hydrolizę kwasową skrobi wykorzystujemy do produkcji miodu sztucznego (25% HCL) -skrystalizowanie glukozy (również wykorzystujemy ją przy jej modyfikacji).

Enzymatyczna hydroliza skrobi.

Stosujemy tu enzymy -amylazy. Głównym ich źródłem jest odpowiednio skiełkowany jęczmień (słód) lub używamy amylazy pochodzenia pleśniowego lub bakteryjnego. Skrobia zbudowana jest z frakcji amylazy i amylopektyny złożonej z rozgałęzionych łańcuchów. W wyniku działania amylaz na skrobię zachodzi stopniowa

hydroliza i przechodzenie w dekstryny, maltozę i glukozę.

a) Alfa amylaza - odczepia wiązania 1 ,4 -glikozydowe

b) B amylaza - od strony nieredukującej maltozę

c) gamma amylaza -1 ,4 oraz 1,6 - glikozydowe, może doprowadzić nawet do glukozy

Zastosowanie:

- gorzelnictwo - zacieranie ziemniaków

- browarnictwo - otrzymanie brzeczki

- piekarnictwo (polepszenie smaku, aromat)

- owocowo - warzywny (zapobiega gęstnieniu dżemów, konfitur, przecierów)

- odżywki dla dzieci

. Środki słodzace dozwolone i niedozwolone.

Sacharozę zastępuje się związkami syntetycznymi ze względu na dietetyczność - mają mniej kalorii.

Słodkość substancji określa się jako stosunek intensywności słodkości jednostki

wagowej innej substancji do słodkości sacharozy, której słodkość wynosi 1.

Środki słodzące dozwolone:

SŁODKOŚĆ

- MANNITOL 0,5- 0,6 (E 421)

- SORBITOL 0,5 -0,6 (E 420)

- KSYLITOL 1 (E 967)

- ASPARTAM 160- 200(E 951)

ASPARTAM -środek syntetyczny będący połączeniem dwóch aminokwasów -kwasu asparaginowego i fenyloalaniny. Nie mogą go spożywać ludzie chorzy na fenyloketonurię. W wyższej temperaturze traci słodkość. Powszechnie stosowany do dosładzania napojów owocowych, mlecznych, gumy do żucia, wyrobów cukierniczych, dżemów i lodów.

Środki słodzące niedozwolone:

- IZOMAL TOZA 0,4 -0,5

- MAL TOTRIOZA 0,6- 0,9

- LAKTINOL 0,3- 0,5

- CYKLONINY 30- 40

- ACESULFAM K 130- 200

- SACHARYNA 300 -500

Wpływ pH na proces technologiczny

Wskaźnikiem aktywności jonów H+ jest pH, jest to także wskaźnik stopnia zakwaszenia środowiska. Większość mikroflory szkodliwej nie jest odporna na niskie pH (chodzi głównie o Closfridium bofulinum) i im niższe pH tym stosowana temperatura do utrwalania jest niższa (obniża się reżim utrwalania). Jako że Closfridium bofulinum nie rozwija się przy pH<4,5 to do utrwalania żywności zakwaszonej poniżej tej wartości stosujemy pasteryzację. Gdy produkt nie ma tak niskiego pH (>4,5) należy stosować sterylizację (np. dla konserw mięsnych i warzywnych) do całkowitego zniszczenia przetrwalników i form wegetatywnych .

Wskaźnik pH jest bardzo ważny jeśli chodzi o parametry utrwalania żywności, i ponieważ istnieją określone zakresy pH, w których mogą rozwijać się inne drobnoustroje, j np.: pleśnie (nawet do pH=2,0; drożdże do 2,5; bakterie mlekowe do 3,5; masłowe 4,2; tlenowe przetrwalniki 5,5; gnilne mało wrażliwe 6,5). Dlatego obniżając pH można żywność zakonserwować (albo za pomocą fermentacji mlekowej, albo dodanie kwasu). Żywność mało kwaśna o pH <4,5 -ogrzanie w temperaturze poniżej 100°C, żywność mało kwaśną o pH=4,5 -3,3 ten sam efekt przy temperaturze nie ł przekraczającej 100°C. Żywność bardzo kwaśna o pH=3,7 może odznaczać się słabą trwałością.

Rozwój drobnoustrojów ze względu na pH:

- pleśnie do pH = 2,0

- drożdże do pH = 2,5

- bakterie mlekowe do pH = 3,5

- bakterie masłowe do pH = 4,2

- tlenowe przetrwalniki do pH = 5,5

Skażenia żvwności.

Czynniki chemiczne, mechaniczne, mikrobiologiczne, pasożytnicze, radiologiczne stanowią potencjalne zagrożenie dla zdrowia.

Czynniki chemiczne:

a) Pestycydy (syntetyczne i naturalne substancje służące do ochrony zwierząt hodowlanych, roślin uprawnych, żywności przed szkodnikami)

b) Sztuczne nawozy - np. azotany w szpinaku i sałacie -dopuszczalne 2000 mg NOJkg

c) Antybiotyki które zwierzęta hodowlane otrzymują razem z paszami przyrządzanymi przemysłowo w celu zwiększenia przyrostu mięsa; penicylina -wywołuje zakłócenia technologiczne.

d) Radionuklidy - izotopy radioaktywne. Stront jest zawarty w produktach spożywczych w ilości proporcjonalnej do naturalnej zawartości Ca i kumuluje się w organizmie w układzie kostnym. .JQQ osadza się w tarczycy. Maksymalne dawki radioaktywności dopuszczalne w żywności:

~ J 400 Bq/kg żywności

~ Cs 350 Bq/kg żywności

~ Sr 70 Bq/ kg żywności

~ Pu 1 0 Bq/kg żywności

Czynniki techniczne:

a) Metale ciężkie -spośród nich za szkodliwe dla zdrowia w każdej ilości uważane są.: rtęć, kadm, ołów

~ ołów- 3 mg (0,05 mg/kg masy ciała)

~ kadm - 0,4 -0,5 mg (0,0063 -0,093 mg/kg masy ciała)

~ rtęć 0,3 mg (0,005 mg/kg masy ciała)

Miedź działa katalitycznie; utlenia tłuszcze; dlatego w tłuszczach i olejach jej zawartość nie powinna przekraczać 0, 1 mg/kg. Stosunkowo dużą ilość metali ciężkich dopuszcza się drapieżnych rybach drapieżnych i przetworach otrzymanych z nich. (1,0 mg/kg HG; 4,0 As; 50/150 Sn) w mąkach i kaszach (0,1 mg/kg Cd) oraz w koncentratach pomidorowych (1 ,5 mg/kg Pb, 15,0 Cu)

Czynniki mikrobiologiczne: otrucia drobnoustrojami i ich toksynami:

a) Salmonella - pałeczki duru brzusznego, rozwój w temperaturze 4- 46°C, mleko, surowe mięso, jaja, nieprzestrzeganie higieny.

b) Shigella - czerwonka

c) Esherichia coli - zaburzenia pokarmowe

d) Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty) -produkuje enterotoksynę, odporny na ogrzewanie, rozwój w temperaturze 5 -45 oC, nie rozwija się w pH poniżej 4,5; zakażenie wtórne po sterylizacji (rekontaminacja), kremy.

e) Clostridium botulinum - wytwarza 5 egzotoksyn (jad kiełbasiany, atakuje układ nerwowy), powoduje botulizm.

Para wodna jako czynnik grzejny w przemyśle spożywczym

PARA WODNA jest idealnym nośnikiem ciepła. Przy skraplaniu para wodna oddaje dużą ilość ciepła w postaci ciepła skraplania.

Ruch ciepła z ciała cieplejszego do zimniejszego odbywać się może przez:

a) konwekcję

b) przewodzenie

c) promieniowanie

Najczęściej nośnikiem ciepła jest para nasycona lub przegrzana. Ma ona wiele zalet jako medium pośrednie.

ENTALPIA PARY WODNEJ - ( energii wewnętrznej i potencjalnej ciśnienia określana jako zawartość cieplna). Składają się na nią ciepło parowania wody, ciepło potrzebne na ogrzanie wody do temperatury 100°C od O°C. Gdy temperatura rośnie to entalpia tez rośnie, ale maleje ciepło parowania.

Ogrzewanie parą wodną:

a) przeponowe (kaloryfer, płaszcz grzejny)

b) bezprzeponowe

Wytwarzanie pary:

a) generatory -powstaje para, wtedy kiedy jest potrzebna

b) kotły parowe -następuje akumulacja pary.

Para wodna jest niepalna, niewybuchowi, bezzapachowa, łatwo ją oczyścić, nie powoduje zmian oksydacyjnych

Zalety pary wodnej:

a) duży współczynnik wnikania ciepła

b) duża ilość ciepła jest wydzielana w czasie kondensacji

c) możliwość przepływania w rurociągu na duże odległości

d) równomierne ogrzewania i jego łatwa regulacja

Zastosowania pary wodnej:

a) w utrwalaniu metodą UHT para jest czynnikiem sterylizacyjnym (?)

b) w wyparkach odprowadzana jest do płaszcza grzejnego lub do systemu rurek grzejnych

---