20. Metody utrwalania żywności - klasyfikacja i charakterystyka skuteczności czynników utrwalających.

Przez pojęcie utrwalenie żywności rozumiemy wszelkie zabiegi mające na celu przedłużenie trwałości środków żywnościowych, zabezpieczenie przed psuciem się i umożliwienie stosowania ich w jadłospisach niezależnie od sezonowości występowania surowców.

Utrwalania żywności obejmuje:

-wstrzymanie biochemicznych procesów tkankowych (enzymatycznych) [reakcje rozkładu, utlenianie]

-wstrzymanie zmian chemicznych (nieenzymatycznych) [nieenzymatyczne brunatnie]

-wstrzymanie zmian fizycznych [retrogradacja skrobi]

-niedopuszczenie do rozwoju i działalności drobnoustrojów

-zabezpieczenie przed inwazją i rozwojem szkodników

-zabezpieczenie przed skażeniami

-zabezpieczenie przed zakażeniami drobnoustrojami chorobotwórczymi

Sposoby zabezpieczania żywności przed niepożądanymi zmianami:

•↓aktywności wody

• zmiana pH

• dodatek konserwanty chemiczne

• zmiana temperatury

• wykorzystanie mikroflory współzawodniczącej

• promieniowanie jonizujące

• wysokie ciśnienie

• zmienne pole elektr. o dużej różnicy potencjałów

• zmienne pole magnetyczne

• filtracja

• modyfikowana atmosfera

Metody fizyczne

Działanie metod fizycznych sprowadza się do zmiany temperatury, zmiany aktywności wodnej lub zmiany składu atmosfery:

Aktywność wodna (a_w) w żywności jest definiowana jako stosunek ciśnienia pary wodnej nad żywnością do ciśnienia pary wodnej nad czystą wodą w tej samej temperaturze. - innymi słowy, to ilość wody dostępnej do procesów enzymatycznych i nieenzymatycznych zmian w żywności oraz dla drobnoustrojów.

Minimalna aktywność wodna dla rozwoju drobnoustrojów

- pleśnie 0,80 (dostęp powietrza, wilgotna atmosfera, suche podłoże)

- drożdże 0,88 (bez i z dostępem powietrza, wilgoć)

- bakterie 0,91 (tlenowe i beztlenowe)

Dla aw<0,85 żywność niebotulinogenna i możliwość łagodnego utrwalania, niezależnie od pH (rozwój Cl. Botulinum aw>0,94)

Termiczne utrwalanie- efekt termicznego niszczenia drobnoustrojów i jakości żywności zależą od dawki energii cieplnej, którą charakteryzują dwa podstawowe parametry: czas i temperatura, wymagające ścisłego określenia w praktyce (wyznaczanie krzywych przenikania ciepła).

• Niedostateczne ogrzanie: podatność na zepsucie mikrobiologiczne = zagrożenie dla

zdrowia;

• Nadmierne ogrzanie: obniżenie wartości organoleptycznej i odżywczej gotowego

wyrobu.

-Ogrzewanie: dezaktywacja enzymów u drobnoustrjów (denaturacja, szok termiczny);

-Ochładzanie: zahamowanie szybkości procesów chemicznych i fizycznych z udziałem enzymów/ drobnoustrojów; rozrywanie komórek drobnoustrojów przez lód.

Zmiany składu atmosfery: kosztem zmniejszenia ilości tlenu a zwiększenia innych gazów (co2, n2) lub całkowitego pozbycia się powietrza (próżnia) => ↓ funkcji życiowych drobnoustrojów tlenowych, przeciwdziałaniu utlenianiu.

Metody fizyczne polegają na wykorzystaniu zjawisk fizycznych:

• Utrwalanie wysokimi temperaturami (apertyzacja, pasteryzacja, sterylizacja)

• Utrwalanie niskimi temperaturami (zamrażanie)

• Utrwalanie przez termiczne odwodnienie (suszenie produktów ma na celu obniżenie w nich zawartości wody do 15 % lub jeszcze mniej)

• Liofilizacja-odwodnienie produktu przez sublimację lodu

• Utrwalanie przez solenie- dodatek soli (12-16%) powoduje silne odwodnienie środowiska oraz samych komórek drobnoustrojów, co uniemożliwia rozwój mikroflory,

• Utrwalanie przez zwiększenie koncentracji cukru- koncentracja cukru powyżej 60 % powoduje bardzo duże zwiększenie ciśnienia osmotycznego i działa odwadniająco na komórki drobnoustrojów;

• promieniowanie jonizujące;

• pole elektryczne o dużej różnicy potencjałów;

• filtracja

• modyfikowana atmosfera

Metody chemiczne-polegają na dodaniu do przetwarzanej żywności substancji, które zastosowane w małych ilościach uniemożliwiają rozwój mikroorganizmów lub je niszczą, a u ludzi ( przy użyciu w dozwolonych ilościach) nie wywołują ujemnych skutków:

• Utrwalanie za pomocą związków chemicznych stosowanych w małych ilościach.

Konserwanty mają na celu zmniejszenie lub całkowite zahamowanie procesów mikrobiologicznych i enzymatycznych powodujących psucie się żywności. W Polsce dozwolone są miedzy innymi następujące konserwanty: roztwór wodny lub gazowy dwutlenku siarki, kwas benzoesowy, kwas mrówkowy, kwas sorbowy.

• Utrwalanie za pomocą kwasów organicznych-czynnikiem konserwującym jest kwas octowy dodawany do przetworów często z dodatkiem kwasu mlekowego

• Wędzenie-produkt jest poddawany działaniu ciepła i związków chemicznych zawartych w dymie otrzymanym podczas spalania drewna

• Peklowanie-poddanie mięsa działaniu mieszanki peklującej w skład której wchodzą: sól, azotany, azotyny, cukier, kwas askorbinowy.

• Przeciwutleniacze..

Efektywność działania zależy głównie od warunków środowiska:

- stężenia jonów wodorowych

- temperatury składu chemicznego produktu

- dodatku substancji obniżających akt. wody (cukier, sól)

- rodzaje obecnych drobnoustrojów

Im niższe pH tym silniejsze działanie konserwantów o charakterze słabych kwasów lub ich soli, gdyż najsilniej działają w stanie niezdysocjowanym, a ze wzrostem pH wzrasta stopień dysocjacji.

Metody biologiczne-polegają na utrwalaniu żywności za pomocą substancji

wytwarzanych przez drobnoustroje rozwijające się w konserwowanym surowcu, np. kwas mlekowy.

• Kiszenie- czynnikiem utrwalającym jest kwas mlekowy wytwarzany przez bakterie kwasu mlekowego z cukru znajdującego się w produkcie oprócz bakterii kwasu mlekowego w procesie kiszenia biorą udział również inne bakterie i drożdże wytwarzające alkohol.

---