Utrwalanie Zywnosci czesc II sciagi, V sem

Osmotyczne metody utrwalania żywności

Metody te polegają na hamowaniu r-u drobnoustrojów - regulacja aktywności wody aw

Podział metod ze względu na sposób osiągania aw

1. oparte na dodawaniu substancji osmoaktywnych (słodzenie i solenie)

2.oparte na usuwaniu wody (zagęszczenie , suszenie)

3.met. kombinowane

a)stosujące jednocześnie odwodnienie i dodawanie substancji, które podwyższają ciśnienie osmotyczne(dżemy)

b)obniżanie aw + środki konserwujące ogrzewanie , regulacja odczynu środowiska

Ad1

W przemyśle spożywczym jako jedyne substancje osmoaktywne stosuje się cukier i sól

Dodawanie cukru - słodzenie

Rozwój bakterii hamuje stężenie cukru - 25-35%

Rozwój drożdży hamuje stężenie cukru - ponad 65%

Rozwój pleśni hamuje stężenie cukru - 75-80%

Wyjątek: drożdże osmofilne np. Zygosacharomyces Torulopsis rozwój >65% cukru

Cukier jako wyłączny środek konserwujący - syropy owocowe (malinowy wiśniowy porzeczkowy pomarańczowy)

Metody produkcji syropów owocowych

1osmotyczno- dyfuzyjne

2bezpośrednie rozpuszczanie cukru w soku

AD1 metody osmotyczno-dyfuzyjne

Zimna metoda : mieszanie owoców z cukru na zimno

Gorąca metoda: ogrzewanie owoców z cukrem do 76-80°C

Gorąca parowa: ogrzewanie parą (przeponowo) owoców zmieszanych z cukrem

AD2 Bezpośrednie rozpuszczenie cukru w soku

Metoda zimna: rozpuszczenie cukru w soku na zimno

Gorąca metoda: gotowanie soku z cukrem przez kilka minut w otwartym naczyniu lub pod obniżonym ciśnieniem

Metoda kombinowana : (ciepło-zimna) - w 40% porcji soku rozpuszcza się cukier na gorąco i po ostudzeniu dodaje się resztę soku

Konserwowanie za pomocą chlorku sodu

Sól kuchenna - niższa możliwość i zdolność dysocjacji (niż cukier)

-większa zdolność hamowania rozwoju drobno ustrojów niż cukier

Bakterie C aergoenes i gnilne - proteus hamowanie 1-2%NaCl

Paciorkowce mlekowe - pobudzany rozwój - 3% NaCl

Nieco hamowany 5% NaCl

Wyraźnie hamowany 12-15% NaCl

Drożdże - hamowanie 15% NaCl

Pełne zakonserwowanie produktu uzyskuje się przy stężeniu NaCl od 18 do 20%

Sól kuchenna w stosunku do materiału roślinnego i zwierzęcego wykazuje działanie plazmolityczne. W wyniku egzaosmozy następuje odciąganie wody z komórki , następnie kurczy się treść protoplazmotyczna wskutek czego następuje utrata półprzepuszczalności błon komórkowych a więc następuje obukierunkowa dyfuzja czyli następuje mieszanie się soku komórkowego z solą i solanki z sokiem komórkowym. Wynikiem tego jest wyrównanie stężenia NaCl w zalewie i w badanym materiale, który zostaje zubożony w składniki mineralne. Metoda solenia jest więc metodą mało racjonalną.

Przykładem tak utrwalonych produktów są:

-solone śledzie 17-25%NaCl

-solone warzywa 16-18%NaCl

-solone ogórki 5-7%NaCl

-solone grzyby 8-16%NaCl

-solona słonina 6-8% (nacieranie solą)

trwałość:

-temp pokoj. do 6 miesięcy

-0-3°C przez rok

inne silnie solone produkty: -mięso ryby, sery, masło - w tropiku

-do konserwowania fasoli, szpinaku i innych warzyw.

KONSERWOWANIE ŻYWNOŚCI PRZEZ ZAGĘSZCZANIE

Cel usuwania wody:

-utrwalanie żywności

-skoncentrowanie żywności; redukcja kosztów transportu, magazynowania, dystrybucji.

Metody odwadniania

1 ze względu na rodzaj stosowanych operacji

a)mechaniczne( dotyczy zawiesin)

-wirowanie

-sączenie

-prasowanie

b)fizyko-chem- stosujące dodatek środków absorbujących wodę

c)dyfuzyjno-cieplne

-zagęszczanie

-suszenie

przy czym zagęszczanie to usuwanie wody z płynów do ok. 30% a suszenie to obniżenie wody do ok. 15% i dotyczy ciał sztywnych, kawałków ziaren lub kropel

Metody zagęszczania

-równowagowe - odparowanie

-kriokoncentracja

-klatracja

-nierównowagowe - membramy selektywnie przepuszczające wodę do których należą metody: osmoza, odwracana osmoza, ultrafiltracja i mikrofiltracja

odparowywanie

ta metoda ma największe znaczenie wśród wszystkich metod zagęszczania. Najintensywniej zachodzi ono w temp. wrzenia a aparaty w których przeprawadzany jest ten proces to wyparki ( aparaty wyparne)

odparowywanie cieczy powyżej T wrzenia

ta metoda stosowana jest wówczas gdy brak jest wyparek i nie można podnosić temperatury w czasie zagęszczania lub gdy nadmierna lepkość nie pozwala na stosowanie wyparek próżniowych. Przykładem jest suszenie hydrolizatów białkowych (czyli przypraw do zup) na tacach

Odparowywanie cieczy na otwartych aparatach wyparnych w temp wrzenie

Zaletą tej metody jest prostota i niski koszt wyparki. Metoda ta stosowana jest najczęściej w przemyśle owocowo-warzywnym do otrzymywania dżemu, galaretek. Koncentratu pomidorowego.

Odparowywanie cieczy w wyparkach próżniowych

Zaletą jest przyspieszenie tempa zagęszczania zapobieganie stratom substancji odżywczych np. witamin i smakowych. Ta metoda odparowywanie stosowane jest do ekonomicznego i szybkiego odparowywania dużych ilości wody oraz tam, gdzie zależy nam na dobrej jakości koncentratu (np. do zagęszczania mleka, soków owocowych, odżywek dla dzieci). Stosowane w przemyśle owocowo-warzywnym (marmolady, dżemy, koncentraty), mleczarstwie, w produkcji koncentratów i odżywek (zagęszczanie ekstraktu kawy przed suszenie), w przemyśle cukierniczym (głownie masa karmelowa), w przemyśle ziemniaczanym (produkcja syropów ziemniaczanych).

KRIOKONCENTRACJA

-to zagęszczanie przez zamrażanie

-metoda ta podlega na częściowej krystalizacji wody i oddzieleniu wytworzonych kryształów lodu od zagęszczonej cieczy

-zaletą tej metody wysoka wartość odżywcza otrzymywanego koncentratu i wysokie walory smakowo-zapachowe a także dobra zachowalność lotnych substancji zapachowych, wrażliwych witamin i barwników

-ponieważ wypadające kryształki składają się z czystej wody następuje zagęszczenie roztworu i wzrost jego lepkości dlatego też max stopień zagęszczenia może dochodzić do 45%. W celu dalszego wymrażania kryształków lodu proces ten należy prowadzić kilkustopniowo.

-zaletą tej metody jest mniejszy nakład energii w porównaniu z odparowaniem

-wada to wyższy koszt urządzeń do kriokoncentracji od wyparek

-zastosowanie: zagęszczanie piwa i soków owocowych

KLATRACJA

Dodanie do roztworu substancji chemicznych ( tj. propan, butan , freon) które tworzą z wodą kryształy lodu w wyższej temperaturze niż woda.

Czynniki klatrujace mogą być również w postaci gazowej

Ponieważ utworzone hydraty tworzą lód w wyższej temp. , a więc przy mniejszej lepkości-można uzyskać większy stopień zagęszczenia.

-wodą tej metody to że czynnik klatrujący trudno jest całkowicie usunąć z roztworu i stano0wi zafałszowanie żywności, dlatego metoda ta nie jest zalecana.

OSMOZA, ODWRÓCONA OSMOZA, ULTRAFILTRACJA I MIKROFILTR

Wspólną cechą tych metod jest wyst. Błon półprzepuszczalnych

1.OSMOZA

polega na samorzutnym przenikaniu rozpuszczalnika przez płonę półprzepuszczalną z roztworu o wyższym stężeniu rozpuszczalnika do roztworu o mniejszym jego stężeniu do ustalenia się równowagi termodynamicznej po obu stronach błony

Przykład : komórki na roślinie w których ścianki celulozowe umożliwiają przenikanie wody, do komórki, a powstające ciśnienie osmotyczne zapewnia sprężystość i kształt komórki.

Zaleta : możliwość prowadzenia procesu w niskiej temp.

Wada : konieczność usuwania wody z substancji stosowanych do odwadniania

MIKROFILTRACJA, ULTRAFILTRACJA, ODWRÓCONA OSMOZA to tzw. HIPERFILTRACJA

Polega ona na zagęszczaniu przy użyciu membran półprzepuszczalnych i przy działaniu ciśnienia błony różnią się wielkością porów (największe pory przy mikrofiltracji) - czyli może być przyłożone małe ciśnienie

1.Mikrofiltracja

-stosowana błona półprzepuszczalna posiadająca pory utrzymujące cząstki o M>300tyś Da

-ciśnienie do 0,17 Mpa

-następuje tu oddzielenie mikroorp-ów barwników i substancji włóknistych

2.Ultrafiltracja

- stosowana błona półprzepuszczalna posiadająca pory utrzymujące cząstki o M do 500Da

-ciśnienie 0,1 Mpa

-stosowanie do zagęszczania roztworów ze związkami wysokocząsteczkowymi np. serwatki mleka odtłuszczonego, białka jaj

3.Odwrócona osmoza

-stosuje błony o najmniejszych porach

-ciśnienie 5-7 Mpa

-przepływ wody przez membranę odbywa się w odwrotnym kierunkuni niż w przypadku osmozy

-stosowana do odsalania wody morskiej i do oczyszczania ścieków

Zaletą procesów 1-3 (membranowych) jest najmniejsza ilość energii na jednostkę usuwanej wody.

KONSERWOWANIE - JEDNOCZESNE SŁODZENIE I ZAGĘSZCZANIE

Zastosowanie - przemysł owocowy i mleczarski

1.konfitury i owoce w cukrze

2.marmolady

3.dżemy

Utrwalanie żywności metoda suszenia

Suszenie - zespół operacji technologicznych mających na celu zredukowanie zawartości wody w produkcie przez jej wyparowanie a przez to obniżenie aktywności wody do poziomu niemożliwego rozwoju drobnoustrojów i ograniczenie do minimum przemian enzymatycznych

Obniżenie zawartości H2O do 15% zabezpiecza przed rozwojem drobnoustrojów

Obniżenie H2O poniżej 5% (czasem 1-2%) hamuje przemiany enzymatyczne i nieenzymatyczne

W produkcie takim mogą jednakże zachodzić procesy oksydacyjne np. autooksydacyjne tłuszczu stąd też należy ograniczyć dostęp tlenu do tego produktu przez usunięcie powietrza i zastosowanie odpowiedniego opakowania. Odpowiednie opakowanie zabezpiecza reinfekcję i dostępem szkodników. Cechą charakterystyczną suszonych produktów jest konsystencja stała (wyjątek stanowi olej, etanol bezwodny).

W suszarnictwie rozróżnia się następujące postacie wody:

1.woda wolna- makrokapilarna

-wypełnia pory o średnicy ponad 10μm

2.H2O włoskowate- mikrokapilarna

-wypełnia kanaliki o średnicy poniżej 10μm

3.H2O adsorbcyjna - związana siłami fizycznymi, fizyczno-chemicznymi i chemicznymi

Produkt trwały to taki, który posiada tylko H2O adsorbcyjne i część H2O włoskowatej.

DYFUZYJNE-CIEPLNE ASPEKTY SUSZENIA ŻYWNOŚCI

Przy suszeniu produktów sposobem owiewowym schnięcie materiału wilgotnego o konsystencji stałej zaczyna się od pow. tego materiału w wyniku różnicy prężności pary w warstwach powierzchniowych i w powietrzu. Ogrzanie materiału i powietrza powoduje wzrost różnicy prężności pary gdyż powietrze staje się mniej nasycone zaś w materiale suszonym wzrasta prężność pary.

Drugim czynnikiem ułatwiającym proces suszenia jest ruch powietrza, który ułatwia dyfuzję pary z produktu do powietrza.

Warunkiem suszenia jest dyfuzja wody z głębszych warstw materiału do jego powierzchni i dyfuzja ta zależy od struktury materiału. Dyfuzji wody sprzyja porowatość materiału , czyli występowanie w nim drobnych kanalików w których na ciecz działa siła włoskowatości.

Wyparowanie H2O z powierzchni produktu powoduje spadek ciśnienia w kanalikach, a to powoduje zasysanie wody z głębszych warstw produktu. Przy suszeniu dielektrycznym lub mikrofalowym następuje równomierne nagrzewanie się całej masy produktu, następuje więc zwiększenie prężności pary w całym produkcie i wzrost dyfuzji wody do warstw powierzchniowych.

W przypadku materiałów o budowie komórkowej, posiadających półprzepuszczalne błony komórkowe dyfuzowanie z nich wody powoduje objaw więdnięcia. W podwyższonej temperaturze następuje denaturacja warstwy protoplazmatycznej przylegającej od wewnątrz do ściany kanalików, czego wynikiem jest utrata charakteru półprzepuszczalności tych ścian i następuje wówczas obustronne przenikanie H2O i roztworów wodnych, czyli ułatwiony jest proces dyfuzji a przez to suszenia.

Szybkość dyfuzji jest ograniczana i jeżeli tempo wyparowywania wody z powierzchni jest bardzo szybkie a tempo zasysania H2O z głębszych warstw produktu jest zbyt powolne wówczas następuje wytworzenie skorupki na powierzchni produktu - jest zjawiskiem niepożądanym i utrudnia dalsze suszenie.

Kinetyka procesu suszenia obejmuje dwa etapy

τ=τ1+τ2

w okresie τ1 następuje zmiana zawartości H2O od wartości początkowej do tzw. Krytycznej (granicznej)i wówczas zaczyna się utrata wody w tempie zmniejszającym się.

W okresie τ2 następuje zmiana zawartości H2O do wartości końcowej, którą oznaczamy Wk, które jest nieco wyższa od wilgotności równowagowej. Gdyby wilgotność równowagowa była wyższa od wilgotności końcowej wówczas następuje by nawilżenie produktu przy suszeniu materiałów stałych czas τ1 jest znacznie krótszy niż czas τ2

PODZIAŁ SUSZAREK

a)w zależności od sposobu odprowadzenia ciepła rozróżnia się:

1.konewkcyjne, w których ciepło odprowadzane jest przez gazowy czynnik suszący tj podgrzane powietrze, gazy spalinowe, przegrzaną parę wodną, które przepływają bezpośrednio na materiałem lub przez warstwę materiału ziarnistego

2.kontaktowe - w którym ciepło dostarczane jest przeponowo przez przegrodę

3.radiacyjne- ciepło dostarczane jest w postaci energii promieniowania podczerwieni

4.dielektryczne - prądami o dużej częstotliwości których energia szybko zmiennego pola zostaje pochłonięta przez wilgotny produkt i zamieniona w energię cieplną.

b)w zależności od ciśnienia panującego w suszarce

1.atmosferyczne, w których ciśnienie jest równe lub zbliżone do atmosferycznego

2.próżniowe, w których ciśnienie jest znacznie niższe od atmosferycznego

c)w zależności od charakteru pracy

1.o działaniu okresowym

2.o działaniu ciągłym

d)ze względu na kierunek doprowadzenia ciepła

1.przeciwprądowe - tu nagrzane powietrze jest wprowadzane do komory od strony materiału suszonego

2.współprądowe - tu nagrzane powietrze wprowadzane jest od tej strony co materiał wilgotny

Końcowa wilgotność produktu i powietrza

Produkty spożywcze - różna higroskopijność zależy od :

-zawartości wody

-struktury suszu

Higroskopijność: dążenie do wyrównania wilgotności do stanu równowagi w wilgotności atmosfery (wilgotność równowagowa)

Produkty higroskopijne - nawilżają się w powietrzu o wilgotności<50%

Różne produkty ->różne `wilgotności krytyczne”- początek zmian nieporządanych:

-rozwój drobnoustrojów

-działanie enzymów

-rozwoje nieenzymatyczne

wilgotność krytyczna: krytyczna dla reakcji brunatnienia nieenzymatycznego

wilgotność optymalna -> niższa=1,5-6,5% np. pełnotłuste mleko w proszku - 3% susz mięsny, puree ziemniaczane- 6%

Praktycznie suszenie prowadzi się do niższej zawartości wody ze względu na nawilżenie produktu przy jego chłodzeniu.

Najczęściej powietrze stosowane do suszenia produktów posiada wilgotność 15-30% zaś temp do suszenia produktów spożywczych 65-80°C. Produkty wysuszone kierowane do magazynowania winny być zabezpieczone przed nawilżeniem przy pomocy hermetycznego pakowania.

UTRWALANIE ŻYWNOŚCI METODĄ CHŁODZENIA LUB ZAMRAŻANIA

Chłodzenie żywności to odbieranie ciepła mające na celu obniżenie temp żywności, utrzymanie tej temp a dalsze chłodzenie prowadzi do zmiany stanu skupienia żywności lub cieczy w niej zawartych. Chłodzenie i chłodnicze przechowywanie żywności to obniżenie temperatury tej żywności powyżej temp zamarzania. Dalsze obniżanie temp połączone ze zmianą stanu skupienia to zamrażanie (zamrażalnicze przechowywanie żywności).

Zamrażanie- jest doskonałą metodą utrwalania gdyż wstrzymuje działanie drobnoustrojów , zwalnia reakcje chemiczne oraz procesy enzymatyczne i biochemiczne

Metody przechowywania żywności

a)chłodnictwo tzw plusowe stosuje temp +10 do 0°C czasem do -2

b)chłodnictwo tzw minusowe - przechowalnictwo zamrażalnicze - temp -10 do -20

c)zamrażalnictwo właściwe - temp -20 do -30

Ogniwa łańcucha chłodniczego

a)chłodnictwo u producenta żywności ( mleko w gospodarstwie domowym) a następnie w punkcie skupu (np. w zlewniach mleka czy punktach skupu owoców)

b)chłodnictwo technologiczno-produkcyjne czyli produkcja mrożonej żywności obejmująca chłodzenie surowców i produktów od temp + paru do - 20

c)chłodnictwo składowe - prowadzone w chłodniach zbiorczo-składowych albo rozdzielczo - składowych, albo jedno i wielobranżowe albo portowe

d)chłodnictwo w handlu i żywieniu zbiorowym

e)chłodnictwo w gospodarstwach domowych

f) transport chłodniczy - łączy wymienione wyżej ogniwa

Chłodnicze przechowywanie żywności

Przechowalnictwo chłodnicze jest dominujące wśród wszystkich metod utrwalania żywności. Stosowane jest ono do przechowywania owoców, warzyw, ziemniaków, mięsa, mleka, drobiu, jaj. Pozwala ono na przedłużenie przydatności spożywczej do paru dni, tygodni lub miesięcy. Chłodnictwo plusowe ma charakter doraźny pomocniczy i nie daje pełnego zakonserwowania produktu

Zwiększenie efektów przechowalnictwa chłodniczego bez obniżania temp można osiągnąć:

-przez odpowiednie ustawianie towarów trójwymiarowo

-przez stosowanie odpowiednich opakowań : np. dla warzyw - woreczki z chlorkowodorku kauczuku 2-3 krotne przedłużenie trwałości

-przez trzymanie żywności w sypkich ośrodkach

-przez modyfikowanie składu chemicznego atmosfery dla warzyw i owoców

Produkty przechowywane chłodniczo nie powinny wysychać, wilgotność powietrza w komorach chłodniczych powinna być 80-90%. Istotny jest skład powietrza do przewietrzania komór chłodniczych i wyższa winna być zawartość CO2, a niższa tlenu.

Chłodnictwo minusowe - zamrażalnictwo

Służy ono do przechowywania mięsa i ryb ( ostatnio też masła, owoców i warzyw).

Proces zamrożenia wstrzymuje rozmnażanie drobnoustrojów , działanie enzymów, a produkty tak utrwalone są trwalsze niż w przechowalnictwie chłodniczym.

Wadą tej metody są:

-wysokie koszty

-zmiany struktury i konsystencji

Proces zamrażania polega na obniżeniu temp żywności -10 do -45 a proces zamrażania należy prowadzić szybko aby ograniczyć szkody wynikające ze zmian fizyczno-chemicznych oraz ograniczyć straty masy w niższych temp , zaś skład zamrożonych produktów w temp -10 do -25

1.Szybkie zamrażanie żywności

Polega ono na obniżeniu temp do -20(-30)w ciągu 2-4 godzin, a czasem poniżej 1 godziny.

Szybkie zamrażanie to szybkie przekroczenie temp -2 do -5 , w których zachodzi najintensywniejsze tworzenie się kryształków lodu. Zapobiega to tworzeniu dużych kryształków lodu, które niszczą ściany komórek oraz powstawaniu lodu międzykomórkowego, który prowadzi do zmiany struktury produktu. Szybkie zamrażanie żywności na najlepsza współczesna metoda konserwowania, jednakże metoda ta może być stosowana do produktów o małych rozmiarach 0,25-0,5 kg.

Zmiany w żywności wywołane przez zamrażanie

1.Zmiany mikrobiologiczne: proces zamrożenie niekoniecznie prowadzi do śmierci drobnoustrojów, następuje jednakże spadek ich liczby w czasie, przy czym spadek ten jest większy w zakresie temp -1 do -10 niż od -10 do -20.

2.Zmiany fizyczne: w procesie zamrażania zachodzi przede wszystkim zamiana wody w ló, zachodzi też zjawisko wtórne czyli przemieszczania się wody do powierzchni produktu a substancji rozpuszczalnych w wodzie w odwrotnym kierunku - przyczyną jest różnica temp. wypadanie kryształków lodu powoduje zatężanie soku w tkankach i do wymrożenia następnej porcji wody. Wymagane jest stosowanie coraz niższych temp a całkowite zamrożenie soku komórkowego następuje w temp -55 - -65.

Rozróżnia się następujące postacie wody w tkankach:

1.woda zbędna (wolna) której wymrożenie nie ma wpływu na komórkę

2.woda metaboliczna, której wymrożenie wstrzymuje procesy metaboliczne

3.woda witalna (jej usunięcie zabija komórkę)

4.woda resztkowa, która jest wymrażalna po śmierci komórki

5.woda niewymrażalna

Tempo zamrażania powinno być szybki, aby powstawały drobne kryształki lodu, aby po denaturacji protoplazmy (a przez to zwiększeniu przepuszczalności błon komórki) nie powstał lód międzykomórkowy, który działa destrukcyjnie na tkanki.

3.Zmiany chemiczne

przy zbyt długim przechowywaniu żywności zamrożonej oraz przy jej rozmrażaniu mogą w niej zachodzić zmiany chemiczne. Mogą to być reakcje utleniania, wytrącania białek, szczególnie na początku zamrażania, ponieważ tworzenie kryształków lodu powoduje wzrost stężenia substancji rozpuszczalnych i zmniejszenie średniej odległości między reagującymi cząstkami.

Przykładami tego typu reakcji utleniania są:

-utlenianie kwasu askorbinowego

-utlenianie tokofenoli we frytkach

-utlenianie wit A i B-karotenu w tłuszczach

- utlenianie tłuszczu w mleku zagęszczonym

Na początku procesu zamrażania następuje również przyspieszenie reakcji enzymatycznych np.:

-glikozy beztlenowej

-hydrolizy fosfolipidów w rybach

-utleniania wit C w porzeczkach i brukselce, dlatego też zaleca się blanszowanie warzyw przed ich zamrożeniem lub też zaleca się dodatek kwasu askorbinowego jako przeciwutleniacza.

Szybkie zamrażanie

Zależy ono od:

1- właściwości fizycznych produktu, czyli od dyfuzyjności cieplnej więc od współczynnika przejmowania ciepła od środowiska zamrażanego lub zamrażającego

2-od warunków mrożenia i od:

-różnicy temp

-kształtu produktu

-wielkości materiału

-sposobu ułożenia w komorach zamrażalniczych

-rodzaju opakowania

-sposobu opakowania

Prędkość zamrażania- prędkość przesuwania się granicy pomiędzy wodą zamrożoną i niezamrożoną w produkcie, prędkość ta maleje w czasie, dlatego też wprowadzono pojęcie średniej liniowej prędkości zamrażania

V=l/τ

l- grubość warstwy zamrażanej

τ-czas zarażania

jeżeli V=0,1-1 cm/h -zamrażanie powolne

V=1-5 - zamrażanie intensywne

V=5-20 - zamrażanie szybki

Metody zamrażania

1.W zależności od czynnika odbierającego ciepło od produktu:

-zamrażanie w powietrzu (owiewowe)

-zamrażanie w cieczach ( zanurzeniowe)

-zamrażanie we wrzącym czynniku chłodzącym ( freon ,CO2, hel, azot)

-w kontakcie z ciałem stałym

2.Ze względu na sposób przenoszenia ciepła:

zanurzeniowe:

-owiewowe- przenoszenie ciepła odbywa się głównie na drodze konwekcji

-kontaktowe- ciepło przenoszone jest przez przewodzenie

Metody owiewowe:

- w zamrażalniach tunelowych w których produkt mrożony umieszczamy jest w tunelach na tacach, półkach, wózkach lub zawieszany na stojakach lub hakach

Rozróżnia się tunele:

-stacjonarne ( materiał jest nieruchomy)

-przepychowe ⇓

-przenośnikowe ⇒ produkt przesuwany jest wzdłuż tunelu

-tacowo-ślizgowe ⇑

2.Zamrażanie taśmowe - żywność przesuwana na przenośniku w izolowanej obudowie; mogą być:

-jednotaśmowe

-wielotaśmowe

-karuzelowe

3.Zamrażanie fluidyzacyjne - powietrze osiąga temp - 40 tworzy z zamrażanym materiałem gęstą zawiesinę przesuwaną przez to powietrze przez cały tunel. Ta metoda wymaga krótkiego czasu - kilka minut, a otrzymany produkt ma postać sypką.

Metody kontaktowe

1.jednostronne, w których produkty zawinięte układa się na płaskich przewodach z przepływającą solanką chłodniczą lub na przewodach z bezpośrednią ekspansją czynnika chłodniczego.

2.dwustronne - najczęściej stosowane, w których produkt układa się w pudełka między płytami z czynnikiem chłodzącym (płyty poziome lub pionowe); czas mrożenia 0,5-2 godz.

3.imersyjne- bezpośrednie lub pośrednie zanurzeniowe w cieczy oziębiającej: ciekły azot ( -196°C) - kilkanaście sekund, stosowane do truskawek, fasolki szparagowej.

OPAKOWAIA

Winny one spełniać wymagania stawiane dla żywności

1.winny być odporne i niezbyt łamliwe

2.nie mogą przymarzać do produktu

3.wytrzymałe na zmiany objętościowe produktu przy zamrażaniu

4.kształt i wielkość pozwalająca na szybkie zamrażanie produktu

5. materiały nieprzepuszczalne dla pary wodnej, tłuszczu, tlenu i innych substancji lotnych.

Rodzaje opakowań:

-blaszane i kombinowane

-półsztywne z tworzyw sztucznych i folii aluminiowej

-torebki :

-z papieru woskowanego termozgrzewalnego lub powlekanego tworzywem sztucznym

-z folii aluminiowej lub powlekanej

-celulozowej

-z folii z tworzyw sztucznych

Przechowywanie produktów mrożonych

Winny być przechowywane w temp nie wyższej od temp zamrożenia , aby:

1.jak najsilniej zahamować rozwój drobnoustrojów, zmian biochemicznych, zmian chemicznych.

2.zapobieganie szkodliwej rekrystalizacji, tworzenia większych kryształków lodu, kosztem drobniejszych

W czasie przechowywania żywności zamrożonej występuje ususzka - ubytek masy produktu spowodowany odparowywaniem i sublimacją H2O.

Na zmiany jakościowe żywności w czasie przechowywania wpływają:

-parametry powietrza- temp i wilgotność

-wahania temp powietrza

-prędkość obiegu powietrza nad produktem

-rodzaj opakowania

-rodzaj produktu

-wielkość i wypełnienie komory.

Największe znaczenie ma temp składowania.

TRANSPORT ŻYWNOŚCI ZAMROŻONEJ

Żywność zamrożona winna być transportowana w takich warunkach aby wewnątrz tej żywności temp nie przekraczała - 18

ROZMRAŻANIE

Poprzedza ono spożycie produktów

Winno być:

-jak najszybsze, aby nie nastąpiła strata soku i witamin oraz aby nie była możliwość gromadzenia się drobnoustrojów. Przy powolnym rozmrażaniu do temp -8, -12 mogą powstawać duże kryształy lodu, które mogą powodować uszkodzenie budowy tkankowej, jednakże produkty z wyciekającą cieczą tj owoce winny być rozmrażane powoli, aby była możliwość wchłonięcia cieczy przez stałe składniki. Produkty rozmrożone ulegają szybszemu psuciu się niż produkty nie mrożone, co wynika z faktu przeżywalności części drobnoustrojów w czasie procesu zamrażania, które łatwo mogą rozwijać się na częściowo zniszczonych tkankach. Kłopotliwe w rozmrażaniu są produkty w dużych opakowaniach oraz mrożonki całych tusz i półtusz zwierzęcych. Dla ułatwienia tego rozmrażania wykorzystuje się grzejnictwo mikrofalowe lub dielektryczne. Jakość mrożonek ujawniona dopiero po ich rozmrożeniu i po przygotowaniu kulinarnym produktu. W tak utrwalonym produkcie winny być:

1.cechy organoleptyczne - zapach, barwa, konsystencja i struktura

2.wartości biologiczno - odżywcze - witaminy

3. jakość higieniczna, ocenia się przez kontrolę obecności drobnoustrojów w tym chorobotwórczych.

Konserwowanie żywności metodą zakwaszania.

Jony wodorowe działają hamująco na wiele gatunków bakterii i drożdży, a współdziałając z podwyższoną temp ułatwiają ich zabicie. Pleśnie zaś są odporniejsze na wysokie stężenie jonów H+

Bakterie mlekowe nie rosną przy pH<8,5

Drożdże nie rosną przy pH<2,5

Pleśnie nie rosną przy pH<2

Celem tej metody utrwalania jest zahamowanie:

-rozwoju lub zabicie drobnoustrojów

-oddychania tkankowego

-enzymatycznych procesów oksydacyjnych (np. utlenianie witaminy C i brunatnienia powierzchownego)

-enzymatycznej hydrolizy, która powoduje mięknięcie i rozpad tkanek oraz niepożądane zmiany smakowo - zapachowe.

Produkty spożywcze kiszone posiadają pH 2,6-2,7 a więc możliwy w nich jest rozwój drożdży i pleśni.

Konserwowanie żywności kwasami prowadzi się przez:

-fermentację mlekową

-dodatek kwasu organicznego (nietoksycznego), a w wyjątkowych przypadkach - mineralnego.

Fermentacyjne ukwaszanie - kiszenie żywności
Fermentacja mlekowa:

C6H12O6⇒2CH3CH(OH)COOH+96kJ

Ukwaszanie mleka prowadzą homofermentacyjne paciorkowce mlekowe np. streptoccus lectis zaś w starym mlek zsiadłaym obecne są pałeczki mlekowe z rodzaju leuconosta zaś fermentację jogurtu prowadzą ciepłolubne pałeczki mlekowe lub Lactobaciluis.

Kiszenie produktów roślinnych ( kapusta, ogórki) prowadzą homoferuieut, paciorkowce Strep. Lactis i pałeczki Lactob.plantarum oraz heterofermentacyjne paciorkowce np. Leucanosta mesenteroide i pałeczki Lactobacillus brevis.

Serwowanie żywności prze dodawanie kwasów organicznych

To tzw „marynowanie żywności”, a czynnikiem konserwującym sa jony wodorowe, zaś najczęściej stosowanym do tego celu kwasm jest kwas octowy o stężeniu 1-4%, zaś produkty tak utrwalone to marynaty. Rozróżnia się marynaty:

-łagodne (1-2,5 % kwasu)

-ostre (3% i więcej kwasu ) „pikle”

W celu podniesienia walorów smakowych i trwałości marynat dodaje się do nich cukier i przyprawy korzenne. Marynaty należy przechowywać w temp 5°C i niższej, ponieważ w temp pokojowej mogą się w nich rozwijać bakterie octowe przetwarzające kwas octowy do CO2 i H2O. Oprócz kwasu octowego może być też wykorzystywany kwas mlekowy, jabłkowy i cytrynowy. Stwierdzono, że spośród kwasów organicznych kaws octowy jest kwasem najsłabiej dysocjującym, a najczęściej stosowanym do marynowania i wykazano że jego działanie bakteriostatyczne jest właściwością cząsteczek niezdysocjowanych.

Przykłady marynat:

-grzybowe

-ogórkowe

-z innych warzyw

-owoce

-rybne

w celu przechowywania produktów marynowanych poddaje się je uprzednio pasteryzacji w ciągu 30 minut w temp 90°C.

Konserwowanie za pomocą kwasów mineralnych:

-dodatek tych kwasów do żywności jest ograniczony i wyliczana jest dla nich dopuszczalna dzienna dawka mg/kg masy ciała/dzień

Kwas fosforowy o stężeniu 0,1-0,3% stosuje się do utrwalania napojów chłodzących, ponieważ już małe stężenie tego kwasu powoduje silne zakwaszenie środowiska.

Kwas węglowy w postaci CO2 występuje w napojach gazowanych obniża ich kwasowość do pH ok. 4.

CHEMICZNE UTRWALANIE ŻYWNOŚCI

Chemiczne środki konserwujące to substancje opóźniające, lub zapobiegające niepożądanym zmianom:

-mikrobiologicznym

-chemicznym

-fizycznym

surowców, półproduktów i żywności.

Środki te są pomocnicze lub alternatywne w stosunku do podstawowych metod utrwalania. Stosowane są one wówczas gdy nie można stosować fizycznych metod utrwalania.

Zalicza się do niech takie środki, które są:

-efektywne w małych stężeniach poniżej 0,2% ( mają dużą siłę bakteriobójczą )

-muszą być nie szkodliwe dla zdrowia

-nie powinny wpływać na cechy smakowe

-powinny być ( ale nie muszą) rozpuszczalne w wodzie

-odporne na ogrzewanie.

Zarządzenie Ministra Zdrowia i opieki Społecznej: dla każdego z tych środków jest wyznaczone dopuszczalne dzienne spożycie (AID) w mg/kg masy ciała/dzień

Mechanizm działania chemicznych środków konserwujących

1.oddziaływanie destrukcyjne na ściany komórkowe lub błonę cytoplazmy przez:

-obniżenie jej przepuszczalności

-plazmolize

-denaturację

-hydrolizę pod wpływem lizozymu

2.ingerencja w mechanim genetyczny

-przez działanie mutogenne

-przez działanie zabójcze

3.zmiany metaboliczne:

-uszkodzenie systemu enzymatycznego przez inaktywację niektórych enzymów

-inaktywowanie niezbędnych składników dla rozwoju drobnoustrojów np. witamin

Wpływ konserwanta na rozwój drobnoustrojów

W zależności od dawki, działanie może być

-obojętne

-pobudzające

-hamujące

-zabójcze

Fazy działania środka konserwującego na komórki drobnoustrojów

1.nagromadzenie się środka na powierzchni komórek

2.redukcja chemiczna z określonego elementu morfologicznego lub molekularnego

3.przerwanie normalnych funkcji komórki

4.stopniowe lub natychmiastowe zakłócenie wzrostu lub działania drobnoustrojów

Wyższa dawka⇒szybsze, wyraźniejsze działanie.

Charakterystyka stosowanych środków konserwujących

1.typowe konserwanty - o działaniu przeciw drobnoustrojowym

2.substancje stosowane w innym celu, lecz wykazujące również działaniem konserwującym.

Ad.1

-germicydy- działanie zabójcze na wszystkie mikroorganizmy

-bakteriocydy - niszczą bakterie

-antyseptyki - środki przeciwgnilne, działanie hamujące lub zabójcze na wszystkie drobnoustroje

-środki dezynfekujące - środki wyjawiałające środowisko

-wirusocydy - środki niszczące wirusy

-fungicydy - środki niszczące grzyby

Ad.2

-przeciwutleniacze tłuszczów, barwników, witamin, substancji smakowych

-substancje zabezpieczające przed enzymatycznym i nieenzymatycznym brunatnieniem

-środki konserwujące działają również na różne drobnoustroje

-efektywność działania konserwantów wspomagają lub obniżają warunki środowiska:

-pH

temperatura

-skład chemiczny produktu

-dodatek substancji obniżających aktywność wody

-rodzaj obecnych drobnoustrojów

-okres przechowywania produktu

Spośród wszystkich czynników największe znaczenie ma wpływ pH: im niższe pH tym dysocjujące substancje konserwujące działają skuteczniej, a im gorsze warunki wzrostu drobnoustrojów tym skuteczniejszy jest konserwant.

Chemiczne środki konserwujące stosowane w Polsce:

-bezwodnie kwasu siarkowego

-kwas benzoesowy i jego sól potasowa i wapniowa

-estry kwasu p-hydroksybenzoesowego

-kwas mrówkowy

-kwas sorbowy i jego sól sodowa , potasowa i wapniowa

-saletra

-azotyny

Środki o działaniu bakteriostatycznym pochodzące z surowca

Zaliczamy do nich:

-niektóre antybiotyki

-substancje wprowadzane z dymem wędzarniczym

-fitoaleksyny i fitoncydy

Ad1 Antybiotyki - niekorzystna obecność w mleku (np. penicyliny, która przechodzi do mleka od leczonej krowy, antybiotyk ten hamuje w mleku rozwój paciorkowców co utrudnia przerób tego mleka , podobne działanie wykazuje streptomycyna zaś największe zastrzeżenia budzi obecność w mleku nizymy, ponieważ do zachamowania rozwoju bakterii mlecznych wymagane byłoby jego duże stężenie, zaś do bakterii masłowych - niewielkie.

Ad2 - produkty niepełnego spalania ( suchej destylacji ) drewna - w procesie wędzenia wnikają do warstw powierzchniowych produktów działając bakteriostatycznie.

Ad3 - substancje wytwarzane przez rośliny wyższe wykazujące silne działanie abiotyczne wobec mikroorganizmów.

Fitoaleksyny- wytwarzane są w roślinach po wniknięciu do nich pasożyta, czyli są inkubatorami indukcyjnymi

Fitoncydy - wytwarzane w roślinach niezależnie od kontaktu z patogenem; stosowane jako miazgi roślinne ( np. korzeni, kwiatów, liści), napary, ekstrakty, w medycynie i konserwacji żywności.

Przykładem takich substancji są:

-olejki musztardowe występują w kapuście, chrzanie, rzepaku

-olejki czosnkowe i z innych roślin cebulowych

-substancje goryczkowe chmielu - humulon i lumpulon - bakteriostatyczne - podwyższają trwałość piwa

-inne fitoncydy - alkaloidy

Metody rozpoznawania środka konserwującego w żywności

1.w fazie stałej - na sucho przez nacieranie powierzchni żywności w wyniku plazmolizy następuje rozpuszczenie konserwanta w soku komórki i wnika on do wnętrza materiału na zasadzie dyfuzji wskutek utraty półprzepuszczalności błon komórkowych

2.w fazie ciekłej - przez trzymanie żywności w roztworze środka konserwującego

3.w fazie gazowej - np. fumigacja w procesie wędzenia; siarkowanie przez spalenie siarki przed suszeniem owoców; dezynsekcja gazowa - niszczenie szkodników w ziarnach lub suszu owocowym.

WĘDZENIE

-poddaje się temu wyroby mięsne i ryby

-czas wędzenia - od kilku minut do paru tygodni w zależności od temperatury, składu dymu i rodzaju prodktu

Cel wędzenia:

1.nadanie charakterystycznego, cenionego zapachu i smaku

2.obsuszanie (powierzchniowe) a przez to podniesienie wartości odżywczej i trwałości produktów wędzonych

3.impregnacja składnikami dymu wędzarniczego o działaniu bakteriostatycznym⇒podniesienie trwałości produktu

Skład dymu wędzarniczego zależy od:

-stosowanego drewna

-sposobu jego spalania

-warunków tlenowych

-wilgotności

Rozróżnia się wędzenie:

-zimne (w temp 15-25°C)- trwa długo; głęboka impregnacja, znaczne wysychanie produktu

-gorące (w temp 70-100°C)-trwa krótko, dyfuzja do warstw powierzchniowych

Zdolność dyfuzji składników dymu zależy od:

-wielkości cząstek

-gęstości dymu

-struktury materiału wędzonego

-istnienia warstwy osłaniającej (skóry, osłonki)

-kąta przepływu dymu

-prędkości przepływu dymu

-temperatury

-wilgotności

Podział urządzeń do wędzenia:

-komorowe - materiał na ramach przesuwanych

-tunelowe - materiał na wózkach przesuwanych

- turbinowe - materiał na tacach, na taśmie odbywa spiralną drogę

Wytwarzanie dymu :generatory wędzarnicze

-metoda cierna

-urządzenie elektrostatyczne: cząstki dymu pod wpływem ujemnych elektrod osadzają się na materiale wędzonym - elektroda dodatnia.

Rodzaje utrwalania żywności „ZIMNA STERYLIZACJA”

Cel napromieniowania żywności:

Utrwalenie - ograniczenie strat przechowalniczych np. hamowanie kiełkowania

Higienizacja - podniesienie bezpieczeństwa spożycia przez inaktywację szkodników pasożytów i drobnoustrojów chorobotwórczych.

Wykorzystuje:

1.promieniowanie jonizujące

2.promieniowanie nadfioletowy

3.promieniowanie podczerwone

4.ultradźwięki

Promieniowanie jonizujące do utrwalania żywności:

-promieniowanieβ

-promieniowanie elektromagnetyczne (roentgena lub promieniowanieγ)

Źródła promieniowania:

1generatory promieniowania x - akceleratory

2generator izotopowy - izotopy kobaltu lub cezu

Dawki promieniowania:

Jednostka dawki pochłoniętej:

Rad-równoważne energii promienistej 100 ergów pochłoniętej przez 1g napromieniowanej substancji

W układzie Si

1 Grej - energia 1J pochłonięta przez ciało o masie 1 Kg 4

W technologii żywności do jej utrwalenia stosuje się dawki do ok. 10 Gy

LD50 - dawka śmiertelna dla człowieka

Wpływ promieni jonizujących na drobnoustroje i organizmy wyższe

Zdolność przeżycia drobnoustrojów zależy od :

-rodzaju, gatunku, a nawet szczepu

-czynników zewnętrznych: - warunki tlenowe

-temperatura

-skład powietrza

Dawki 50% śmiertelności dla różnych organizmów

Owady 60kR

B.cok 10kR

Ssaki 0,2-1 kR

Im wyższy stopień rozwoju organizmu tym dawka działa smiertelniej

Praktyczne możliwości zastosowania promieniowania jonizującego

Rozróżnia się 3 grupy zastosowania promieniowania:

1 dawki niskie :do 1 kGy

-hamownia kiełkowania (ziemniaki, cebula , czosnek)

-zwalczania szkodników i pasożytów (w zbożach , w owocach)

-opóźniania procesów fizjologicznych (np.: dojrzewania warzyw i owoców)

2Dawki średnie (1-10kGy)

-do przedłużania okresu przechowywania (świeżych ryb, truskawek)

-do inaktywacji mikroorganizmów patogennych powodujących psucie się żywności, (np. świeżych i mrożonych produktów morskich, drobiu, mięsa)

-do polepszania właściwości technologicznych żywności (np.: w celu zwiększenia wydajności soku z winogron, skrócenia czasu gotowania warzyw)

3 Wysokie dawki (10-50 kGy)

do sterylizacji przemysłowej (np. mięsa , drobiu , diet dla pacjentów)

- do sterylizacji dodatków oraz składników żywności (np. przypraw , preparatów enzymatycznych)

Czynnikiem ograniczającym zastosowanie tej metody jest wysoki koszt, bez braku zdecydowanej wyższości nad innymi metodami żywność utrwalana radiacyjnie nie jest toksyczna, radioaktywna , rakotwórcza czy mutagenna!!

Promieniowanie powoduje w organizmach:

-uszkodzenie chromosomów, (zakłócony wzrost)

-zmiany jądra

-zmiany cytoplazmy i struktury wyższej białek i kw. Nukleinowych

- u człowieka bardzo wrażliwa śledziona

Wpływ promieniowania na składniki żywności

-Bezpośredni wpływ - rozrywanie wiązań międzyatomowych

-pośredni - reakcje inicjowane przez wolne rodniki np. reakcje oksydacji w tłuszczach

Zmiany w żywności utrwalonej radiacyjnie zależą od:

-dawki prom.

-składu chemicznego żywności (lepiej znosi prom drób i niektóre owoce, gorzej zaś produkty mleczne)

Węglowodany- w stanie stałym są one dość oporne, w środowisku wodnym przy wysokich dawkach promieniowania (kilkadziesiąt kGy)

W wyniku ich radiolizy może powstać H₂CO₂ ,aldehydy, ketony , kwasy , a nawet cukry proste

Białka: - typowe dawki utrwalające żywność nie powodują zmian aminokwasów i białek , zaś większe dawki powodują zmiany podobne do obróbki termicznej (denaturacja, degradacja, polimeryzacja)

Aminokwasy:

-oporne: Lys, Arginina, Glu, Gly

-wrażliwe: ak-y aromatyczne, siarkowe ,walina

-zmiany oderwania grup :NH2, COOH, oraz SH -wydzielanie H2S

Tłuszcze:(łatwo) autooksydacja- nadtlenki , wodorotlenki, zw. Karbonylowe

Barwniki: duże dawki -degradacja barwników naturalnych.

Enzymy: wyizolowane są wrażliwe na promieniowanie (zawierają gr SH), a w żywności są odporniejsze

Witaminy: ich straty są mniejsze niż podczas obróbki termicznej , a wit rozpuszczalne w tłuszczach są wrażliwsze niż rozp w wodzie

Żywność utrwalana radiacyjnie w celu zabezpieczenia przed reinfekcją winna być pakowana w odpowiednie opakowania:

-laminaty (polietylen-papier, folia aluminiowa)

-folie polietylenowe

-folie propylenowe

Produkt utrwalony radiacyjnie musi być opatrzony odpowiednim znakiem i napisem „utrwalono radiacyjnie”. W Polsce ten rodzaj utrwalania stosuje się do cebuli , czosnku i przypraw

Utrwalanie żywności

Cele utrwalania

Stopnie aktywności życiowej:

Bioza
Anabioza
Cenoanabioza
Bioza

Metody konserwowania

Woda występująca w żywności i jej aktywność

Wpływ aktywności wody na rozwój drobnoustrojów żywności

Wpływ aw na reakcje chemiczne w żywności

Termiczne utrwalanie żywności polega na :

Wpływ różnych czynników na oporność termiczną drobnoustrojów:

rodzaju drobnoustroju
pH środowiska
od zawartości wody
Zawartość soli
substancje ochronne

Kinetyka termicznego niszczenia drobnoustroju

Dawka ciepła potrzebna do uzyskania założonej sterylności

Metody obróbki cieplnej

Pasteryzacja
Sterylizacja
APERTYZACJA
AUTOKLAWY

Sterylizacja stacjonarna

Rodzaje ruch konserw

Parametry procesu sterylizacji

W sterylizacji ważne jest oprócz temp i czasu również ciśnienie.

Czas nagrzewania i oziębiania zależy od

Zasady sterylizacji HTST

Metoda UHT

Studzenie konserw

Termostowanie

Przechowywanie konserw

Wady i ocena jakości konserw

Bombaże
zepsucia płasko-kwaśne
zepsucia płasko- niekwaśne

Sterylizacja żywności przed zapakowaniem i aseptyczne pakowanie

Sterylizacja systemem dwustopniowym

Tyndalizacja