Anna Szatka

Szkoła Policealna Cosinus

kierunek: Organizacja Reklamy - rok I, semestr I

Metody utrwalania żywności

-

charakterystyka, zalety i wady

We współczesnym zabieganym i pełnym pośpiechu świecie nie każdy ma czas czy chęci, by przygotować sobie świeży posiłek zamiast szybkiego dania ze słoiczka czy puszki, ba nawet z proszku i wody. Jesteśmy wygodni, ale po prostu wielu nie ma czasu na porządne gotowanie, które nie polega na otworzeniu słoika z zupą lub gulaszem, by podgrzać zawartość w mikrofalówce czy na patelni. Jednak aby móc korzystać z dań gotowych i konserw, musiały one być wcześniej przygotowane i odpowiednio przetworzone, utrwalone. W przeciwnym razie dania szybko zepsułyby się. Podobnie z większością produktów na rynku - żywność jest poddawana róznym rodzajom procesów utrwalania, dzięki czemu nie psuje się tak szybko i jest odporna na pewne czynniki, które nieprzetworzonej żywności szkodzą.

Utrwalanie żywności ma za zadanie przedłużyć jej trwałość i termin ostateczny spożycia. Główne metody utrwalania żywności to fizyczne, chemiczne, biotechnologiczne, a także kombinacje tych metod. Utrwalona żywność to nie tylko ta z dodatkiem konserwantu, są to również różne specjalne opakowania, np. opakowanie próżniowe, czyli hermetyczne, puszki aluminiowe.

Fizyczne utrwalanie żywności

Metody fizyczne utrwalania żywności polegają na wykorzystaniu zjawisk fizycznych, a dokładnie: niskich i wysokich temperatur, cukrzenia, solenia oraz odwodniania. W przypadku fizycznych metod utrwalania żywności, nie dodaje sie do niej sztucznych składników. Bazuje się natomiast na możliwościach niesionych przez odpowiednie działania przetwórcze i składniki naturalne (sól i cukier).

Wśród fizycznych metod utrwalania produktów spożywczych wyróżniamy:

• Chłodzenie i zamrażanie

• Działanie wysoką temperaturą: pasteryzacja, sterylizacja i termizacja

• Działanie poprzez odwodnienie: suszenie, zagęszczanie i liofilizacja

• Metody osmoaktywne: solenie i cukrzenie.

Chłodnictwo

Polega na schładzaniu żywności do określonej temperatury, w granicach 10ºC - 0ºC. Obniżenie temperatury danego produktu zmniejsza szybkość reakcji chemicznych i hamuje rozwój drobnoustrojów. Obniżenie temperatury o 10ºC skutkuje nawet trzykrotnym spowolnieniem reakcji chemicznych, a ochłodzenie z temperatury pokojowej do 0ºC - nawet pięcio- czy dziesięciokrotnie. Spowolnienie reakcji chemicznych przyczynia się natomiast do opóźnienia psucia sie produktów żywnościowych. Przykładowo produkt o szybkości reakcji chemicznych po schłodzeniu zmniejszonej sześciokrotnie, mam szaściokrotnie dłuższą datę przydatności do spożycia w porównaniu z nieutrwalonym produktem.

Ważne, że niektóre produkty spożywcze negatywnie reagują na obniżenie temperatury poniżej pewnej granicy. Banany reagują na schłodzenie do temperatury poniżej 13ºC, a jabłka poniżej 3ºC. Przechowywanie żywności w zbyt niskich temperaturach, nietolerowanych przez dane produkty, skutkuje zmianami fizjologicznymi: uszkodzenia wewnętrzne czy zewnętrzne, brak dojrzewania owoców, plamy na powierzchni.

Zamrażanie

Z kolei zamrażanie to sybkie schładzanie żwności do sporo niższej, ujemnej temperatury - w granicach od -18 do (rzadko) -40ºC. Następnie przechowuje się zamrożone produkty w chłodni temperaturze nie wyższej niż -18ºC. Metoda zamrażania całkowicie hamuje rozwój drobnoustrojów, uniemożliwiając psucie się produktów żywnościowych. Wszelkie naturalne procesy biochemiczne, chemiczne i enzymatyczne zachodzące z niezamrożonych produktach tutaj są spowolnione bardziej niż w przypadku schłodzenia w granicach temperatury dodatniej.

Pasteryzacja

Jest to proces utrwalania żywności poprzez poddanie jej działaniu wysokiej temperatury w granicach 65 - 85ºC (nie może ona jednak przekroczyć 100ºC). Pasteryzacja powoduje obumarcie i trwałe unieszkodliwienie form wegetatywnych drobnoustrojów. Wyróżnia się trzy sposoby pasteryzacji: pasteryzację niską lub długotrwałą (ogrzewanie maksymalnie przez pół godziny w temperaturze 63-65ºC), pasteryzację momentalną (chwilowe ogrzanie do temperatury około 85-90ºC i natychmiastowe schłodzenie produktu) i pasteryzację wysoką (ogrzewanie w temperaturze od 85ºC do nawet prawie 100ºC przez minimum 15 sekund, ale nawet przez kilkadziesiąt minut). Pnadto wyróżnia się UHT (Ultra high temperature processing), specyficzny proces trwający zaledwie 4-5 sekund. Najpierw ogrzewa się przez 1-2 sekundy produkt do temperatury ponad 100ºC, następnie szybko schładza się go do temperatury pokojowej. Najczęściej metodę tę wykorzystuje się do pasteryzacji mleka, co następuje w temperaturze 135-150ºC. UHT prowadzi co zabicia flory bakteryjnej w produkcie, nie zmienia natomiast walorów odżywczych ani smakowych.

Sterylizacja

Jest to proces wyjaławiania żywności, czyli usunięcie poprzez wysoką temperaturę wszystkich drobnoustrojów i ich przetrwalników w danym produkcie spożywczych i innym. Sterylizacji można poddać nie tylko żywność. Wyjaławianie żywności polega na ogrzewaniu temperaturą w zakresie 100 - 121ºC. Stosuje się ją do utrwalenia tylko niektórych warzyw, przetworów mięsnych i grzybów.

Termizacja

Jest to inny rodzaj pasteryzacji - łagodniejszej. Polega na poddawania żywności płynnej (np. mleka) działaniu temperatury w granicach 55 - 65ºC przez około 15 sekund. Nie eliminuje całkowicie drobnoustrojów, ale poprzez szok termiczny spowalnia hamuje ich negatywną aktywność i rozwój. Termizacja dobrze służy przedłużeniu terminu ważności produktu.

Suszenie

W efekcie zmniejszenia zawartości wody w żywności do nawet kilku procent zahamowane zostają procesy enzymatyczne w produkcie i funkcje życiowe drobnoustrojów. Suszenie to metoda bardzo stara i skuteczna. Można ją przeprowadzić w domu, np. szuszenie grzybów i ziół. W przetwórstwie owocowo-warzywnym suszy się produkty na kilka sposobów: odparowywanie wody w wysokiej temperaturze, za pomocą promieni podczerwonych, suszenie próżniowe pod ciśnieniem oraz w przeciprądzie gorącego powietrza drobnych cząsteczek płynu.

Liofilizacja

Jest to suszenie sublimacyjne, czyli odparowanie wody bezpośrednio z lodu, to jest z zamrożonego produktu. Następuje ono w niskiej temperaturze i pod obniżonym ciśnieniem, co pozwala na zachowanie w żywności jej wartości odżywczych (np. witaminy, białko) czy zapachu i smaku. Produkty poddane liofilizacji wymagają zamknięcia w hermetycznych opakowaniach uniemożliwiających ich niszczenie pod wpływem wilgoci, gdyż są bardzo higroskopijne (silnie pochłaniają wodę).

Solenie

Sól działa jako środek konserwujący, ponieważ zwiększa ona ciśnienie osmotyczne produktu. Duże jej stężenie (12-16%) w żywności powoduje odwodnienie środowiska, a więc i drobnoustrojów. Zahamowany zostaje więc ich rozwój.

Cukrzenie

Wysokie stężenie cukru (aż 60%), podobnie jak solenie, prowadzi do zwiększenia ciśnienia osmotycznego, co prowadzi do odwodnienia środowiska. Stężenie cukru w produkcie w granicach 25-35% powoduje zahamowanie wzrostu większości drobnoustrojów chorobotwórczych. Aby zahamować rozwój drożdży, konieczne jest zagęszczenie cukru około 65% w produkcie, natomiast przeciw pleśni potrzebne jest stężenie saharozy w granicach 75-80%.

Chemiczne metody utrwalania żywności

Utrwalanie chemiczne polega na dodaniu do żywności w niewielkiej ilości różnych substancji chemicznych zabijających bakterie lub hamujących ich rozwój. Ważne jest, aby substancje te nie pogarszały jakości konserwowanego produktu spożywczego, np. psując smak, czy niszcząc jakieś związki odżywcze. Substancje chemiczne służące do utrwalenia żywności muszą być neutralne dla niej samej i dla konsumentów.

Jednak chemiczne metody utrwalania żywności nie ograniczają się jedynie do stosowania konserwantów, czyli substancji chemicznych usuwających drobnoustroje i wydłużających termin przydatności do spożycia danego produktu. Ogólnie używa się następujących środków do utrwalania produktów spożywczych:

• Konserwanty

• Kwasy organiczne

• Kwasy nieorganiczne

• Wędzenie

• Peklowanie.

Konserwanty

Obecnie często można zauważyć na etykiecie różnych produktów spożywczych napis „Bez konserwantów”. Propaguje się zdrową żywność, która nie zawiera tych składników chemicznych, gdyż jednak oddziałują one na zdrowie i funkcjonowanie organizmu człowieka. Konserwanty to substancje chemiczne. Zalicza się do nich:

• Roztwór wodny lub gazowy dwutlenku siarki

• Kwas benzoesowy

• Kwas mrówkowy

• Kwas sorbowy.

Są to konserwanty dopuszczone do użycia w Polsce. Wszelkie inne są zabronione. Działanie poszczególnych konserwantów różni się. Do każdego produktu można zastosować inny konserwant. Roztwór dwutlenku siarki stosuje się w utrwalaniu półprzetworów owocowych, np. soków, przecierów. Przetwarzanie tych półprzetworów usuwa konserwant, niestety nie w całości. Ogólnie konserwanty chemiczne przeciwdziałają rozwojowi pleśni i drożdży.

Kwasy utrwalające

Kwasy organiczne to między innymi kwas octowy i mlekowy. Znajdują zastosowanie w różnym stężeniu w konserwowaniu marynat owocowych i warzywnych. Rzadziej stosuje się natomiast kwasów nieorganicznych: dwutlenku wegla i kwasu o-fosforowego. Używa się ich do ukwaszania oraz w utrwalaniu napojów gazowanych, również alkoholowych.

Wędzenie

Jest to charakterystyczny sposób utrwalania mięsa i przetworów mięsnych oraz ryb. Wykorzystuje się tutaj gorący dym spalanego drewna, który zawiera fenole i aldehydy. Działają one korzystnie, konserwując wędzony produkt, m.in. niszcząc drobnoustroje. Wędzenie dzieli się na:

• Wędzenie zimne (w temperaturze dymu 16-22ºC)

• Wędzenie ciepłe (22-40ºC)

• Wędzenie gorące (45ºC).

Peklowanie

Jest to zastosowanie mieszanki peklującej do utrwalenia mięsa, a zarazem nadania mu specyficznego różowego koloru, aromatu i smaku. Barwa mięsa peklowanego utrzymuje się po ugotowaniu. W skład mieszanki pekującej wchodzą m.in. cukier, sól, kwas askorbinowy, azotyny, azotany. Wyróżnia się peklowanie na sucho i na mokro oraz mieszane.

Biologiczne metody utrwalania żywności

Polegają na wykorzystywaniu głównie procesu fermentacji mlekowej, czyli fermentacji węglowodanów do postaci kwasu mlekowego dzięki bakteriom mlekowym. Rzadziej wykorzystuje się fermentację octową (np. produkcja wina) oraz propionową (np. w przemyśle piekarskim). Biologicznymi metodami utrwala się m.in.: surowe wędliny w przemyśle mięsnym. Ponadto fermentacja mlekowa ma zastosowanie w kiszeniu kapusty, ogórków, czyli bardzo starych tradycyjnych metod. Wykorzystuje się ją również w przemyśle piekarskim (zakwas chlebowy) czy w produkcji śmietan, zakwaszanego mleka, serów dojrzewających w przemyśle mleczarskim.

Kiszenie to najstarsza znana metoda utrwalania żywności. Polega na dodawaniu odpowiedniej ilości soli, która przyspiesza naturalny proces fermentacji mlekowej oraz podkreśla smak kiszonych warzyw.

Wymienione powyżej metody utrwalania produktó spożywczych należą to tzw. metod konwencjonalnych i powszechnie stosownych. Obecnie zaczyna się wykorzystywać nowe metody, tzw. niekonwencjonalne, niektóre nadal są w fazie eksperymentów. Należą do nich:

• Mechaniczne (filtrowanie, wirowanie, wysokie ciśnienie, drgania naddźwiękowe)

• Radiacyjne (np. promieniowanie nadfioletowe, promieniowanie jonizujące).

Ponadto stosuje się metody wykorzystujące mało agresywne lub obojętne substancje utrwalające żywność, czyli tlen, tłuszcz i alkohol etylowy (etanol). Wykorzystuje się je na różńe sposoby, celem skutecznego utrwalenia i zakonserwowania żywności.

W przemyśle utrwalania żywności nierzadko stosuje się też skojarzone metody, czyli kombinacje wymienionych już metod. Są to procesy biotechnologiczne, w których używa się więcej niż jednego czynnika konserwującego. Efektem kombinacji metod utrwalanie żywności jest skuteczniejsze z uwagi na fakt, że działania kilku środków utrwalających daje lepsze rezultaty.

Wszystkie metody utrwalania żywności posiadają zarówno zalety, jak i wady, nawet te najstarsze czy najmniej ingerujące w skład biochemiczny produktów. Oto najważniejsze cechy metod tradycyjnych: biologicznych, fizycznych i chemicznych.

		ZALETY	WADY
METODY FIZYCZNE	Niskie temperatury: chłodnictwo i zamrażanie	Skutecznie opóźnia procesy psucia żywności, zabija też drobnoustroje	Wymaga ciągłości (od ochłodzenia lub zamrożenia przez producenta przez transport do chwili wykorzystania przez konsumenta)
				Nie obniża wartości odżywczej produktów żywnościowych	Wysokie koszty
				Nie wpływa na walory smakowe żywności	Ochłodzenie niektórych produktów do zbyt niskiej temperatury może trwale uszkodzić ich strukturę (np. brązowienie jabłek, plamy na bananach)
			Wysokie temperatury: pasteryzacja, sterylizacja, termizacja	Niszczenie toksyn i drobnoustrojów	Często ubytek witamin
				Przekształcanie niektórych związków nieprzyswajalnych w przyswajalne dla organizmu ludzkiego	Niebezpieczeństwo wytwarzania się toksycznych substancji
				Pasteryzacja zapewnia trwałość mikrobiologiczną produktu	Po zbyt krótkiej sterylizacji może dojść do zepsucia produktu
			Suszenie i liofilizacja	Suszenie uniemożliwia rozwój drobnoustrojów przez niedostateczną ilość wody	Może dochodzić do utleniania w suszonych produktach
				W liofilizacji nie dochodzi do znacznego kurczenia się produktów	Higroskopijność, porowatość produktów liofilizowanych
		Solenie	Stężenie 15-25% soli hamuje rozwój większości bakterii	Moczenie produktów solonych przed spożyciem powoduje utratę ich wartości odżywczych
		Cukrzenie	Wysokie stężenie cukru (nie wyższe niż 60%) chroni produkt przed psuciem	Nadmiar cukru w owocach i jego przetworach zabija naturalny smak
	METODY CHEMICZNE	Konserwanty, kwasy organiczne i kwasy nieorganiczne	Poszczególne konserwanty i kwasy niszczą bakterie oraz wirusy	W większych dawkach mogą wpływać szkodliwie na organizm człowieka
				Niektóre konserwanty działają też przeciwgnilnie, wyjaławiają	Kwasy mogą niszczyć niektóre witaminy i składniki odżywcze
			Wędzenie	Zwiększa trwałość produktów żywnościowych	Dym wędzarniczy zawiera związki, które mogą być rakotwórcze
				Nadaje wędzonym produktom (mięsu, rybie) specyficzne walory smakowe, zapachowe i wygląd
		Peklowanie	Polepszenie cech organoleptycznych, utrwalenie różowej barwy
METODY BIOLOGICZNE	Kiszenie	Chroni przed gniciem	Kiszonki wymagają dodatkowej ochrony przed pleśnią

Bibliografia:

1. http://www.cbr.edu.pl/slownik.php?wiersz=utrwalaniezywnosci.txt

2. http://agro.e-bmp.pl/trwala-zywnosc,3980,art.html

3. http://books.google.pl/books?id=bNA-04MCSpYC&pg=PA25&dq=metody+utrwalania+%C5%BCywno%C5%9Bci&hl=pl&ei=s96mTqrAEajg4QTa27wh&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CC8Q6AEwAA#v=onepage&q=metody%20utrwalania%20%C5%BCywno%C5%9Bci&f=true

4. https://sites.google.com/site/gimgodziszka/planowanie-zywienia/konserwacja-zywnosci

5. http://pke.gdansk.pl/platforma_za/technologie_przetwarzania_zywnosci_tylingo_29_11_09.pdf

---