PRZETWÓRSTWO ŻYWNOŚCI

WYKŁAD 1

09.10.2010

Charakterystyka i technologia produkcji mleka spożywczego oraz śmietanki spożywczej.

Za MLEKO SPOŻYWCZE uważa się(ze względu na zawartość tłuszczu):

• Mleko surowe - takie, które nie zostało podgrzane do temperatury powyżej 40 °C

• Mleko pełne - poddane obróbce cieplnej, w którym zawartość tłuszczu spełnia jeden z niżej wymienionych wymogów:

• Znormalizowane mleko pełne (co najwyżej 3,50 % tłuszczu),

• Nieznormalizowane mleko pełne (mleko o zawartości tłuszczu niezmienionej od etapu udoju ani przez dodanie ani usunięcie tłuszczu, ani przez zmieszanie mleka, którego naturalna zawartość tłuszczu została zmieniona. Nie może być jednak mniejsza niż 3,50%

• Mleko częściowo odtłuszczone - poddane obróbce cieplnej, którego zawartość tłuszczu została obniżona do nie mniej niż 1,50% i nie więcej niż 1,80%

• Mleko odtłuszczone - mleko poddane obróbce cieplnej, którego zawartość tłuszczu została obniżona do nie więcej niż 0,50%

Mleko poddane obróbce cieplnej nie spełniające powyższych wymogów dotyczących zawartości tłuszczów jest uznawane za mleko spożywcze pod warunkiem, że zawartość tłuszczu jest podana na opakowaniu za pomocą zwrotu: „zawartość tłuszczu ... %” z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Ze względu na rodzaj obróbki cieplnej wyróżnia się następujące rodzaje mleka spożywczego:

• Mleko pasteryzowane

• to mleko uzyskane przy zastosowaniu obróbki cieplnej mleka surowego w temperaturze nie niższej niż 71,7°C przez 15s

• lub inne warunki zapewniające równoważny efekt wskazujący ujemną reakcję na obecność fosfatazy i dodatnią na obecność peroksydazy.

• Powinno być oznakowane: „Mleko pasteryzowane”

• Mleko pasteryzowane w wysokiej temperaturze (wysoko pasteryzowane)

• to mleko pasteryzowane przy innych parametrach obróbki cieplnej, które wykazują ujemną reakcje na obecność peroksydazy.

• Może być wprowadzone do obrotu, jeżeli zostanie oznaczone jako „Mleko pasteryzowane w wysokiej temperaturze”

• Mleko UHT

• mleko wyprodukowane przy zastosowaniu obróbki cieplnej mleka surowego w temperaturze nie niższej niż 135 ºC oddziaływującej przez co najmniej 1s,

• zapakowane do aseptycznych i nieprzezroczystych pojemników (ograniczenie do minimum zmian fizycznych, chemicznych, organoleptycznych).

• Mleko UHT nie ulega zepsuciu nawet po upływie 15 dni przechowywania w zamkniętym pojemniku w temperaturze 30°C lub po upływie 7 dni przechowywania w zamkniętym pojemniku w temperaturze 55°C.

• Dopuszcza się obróbkę cieplną przez bezpośredni kontakt z parą wodną ( z wody zdatnej do spożycia nie pozostawiającej śladowych substancji obcych) nie wpływa ujemnie na jakość, nie powoduje zmian w zawartości wody w mleku UHT.

• Nazwa produktu: „Mleko UHT”

• Mleko sterylizowane

• produkuje się przy zastosowaniu obróbki cieplnej w hermetycznych opakowaniach lub pojemnikach, których szczelność nie może być naruszona.

• nie ulega zepsuciu nawet po upływie 15 dni przechowywania w zamkniętym pojemniku w temperaturze 30°C lub po upływie 7 dni w temperaturze 55°C.

• Różni się sposobem przeprowadzania sterylizacji.

• Nazwa produktu: „Mleko sterylizowane”

ŚMIETANKA to:

• produkt mleczny w formie emulsji tłuszczowej otrzymany przez odwirowanie mleka.

• ostateczny skład ustalany jest przez dodatek mleka.

Śmietanka w sprzedaży występuje jako produkt:

• Pasteryzowany

• Sterylizowany

• Lub po obróbce UHT

• Zawartość tłuszczu minimum 10%

Śmietanka kremowa - produkt o zawartości tłuszczu co najmniej 30%

Śmietanka ubita - to śmietanka do której wprowadzono powietrze lub inny gaz obojętny (może być pakowana do specjalnych pojemników pod ciśnieniem z jednoczesnym wprowadzeniem gazu (po uwolnieniu z pojemnika produkt wykazuje cechy śmietanki ubitej).

Jakość mikrobiologiczna i cytologiczna mleka:

Jakość mikrobiologiczna - uwarunkowana jest liczbą i składem jakościowym zarówno drobnoustrojów saprofitycznych jak i chorobotwórczych.

Podstawowym warunkiem otrzymania dobrej jakości mleka jest poziom higieny jego uzyskania.

Drugim ważnym elementem jest zachowanie jego dobrej jakości po udoju. Dlatego mleko należy możliwie jak najszybciej po udoju schładzać do temperatury poniżej 10°C, najlepiej 3°C do 5°C.

Wymagania dla surowego mleka krowiego:

• OLD (ogólna liczba drobnoustrojów) - oznaczonych metoda płytkową w temperaturze 30°C nie może przekraczać 100 tysięcy w 1cm³,

• LKS (liczba komórek somatycznych) - metoda ilościową, nie może przekraczać 400 tys. w 1cm³ (jeżeli jest pow=mastitis)

• Gęstość - w temperaturze 20°C nie mniejsza niż 1,028 g/1dm³

• Białko - nie mniej niż 28g w 1dm

• Sucha substancja beztłuszczowa - nie mniej niż 8,5% (białko, laktoza, substancje mineralne)

• Punkt zamrażania - nie wyższy niż -0,520°C (sprawdzanie zafałszowań mleka np. dodatek wody)

• Antybiotyki i inne substancje komórkowe - nieobecne (obecne z organizmu zwierzęcia przy nieprzestrzeganiu okresu karencji lub przez zanieczyszczone sprzęty)

WSTĘPNE CZYNNOŚCI TECHNOLOGICZNE

1. Odbiór i ocena jakości surowca

Mleko przyjmowane do zakładu mleczarskiego powinno odpowiadać kryteriom przyjęcia mleka zgodnie z aktualnie obowiązującymi wymaganiami: z cysterny pobiera się próbki mleka na obecność antybiotyków i innych substancji hamujących.

2. Wstępne przechowywanie surowca

Wskazane jest krótkotrwałe przechowywanie mleka w celu ujednolicenia całej jego masy oraz zapewnienia ciągłości pracy wirówek odtłuszczająco- oczyszczających.

Do 20 tys. dm³ w zbiornikach magazynowych, większe ilości w tankosilosach (od 20 tysięcy do 200 tys. dm³).

Każdy zbiornik ma izolację cieplną i wyposażony jest w :

• Wskaźnik poziomu cieczy

• Wskaźnik temperatury

• Mieszadło

Temperatura poniżej 10'C, najlepiej 4'C.

3. Odpowietrzanie mleka

W mleku surowym powietrze występuje w formie rozpuszczonej stanowi 6 - 10% objętości mleka. Taka ilość powietrza:

• obniża efektywność wirowania

• zmniejsza skuteczność homogenizacji

• zmniejsza skuteczność wymiany ciepła podczas ogrzewania

• wpływa niekorzystnie na właściwości produktu końcowego

Służą do tego odpowietrzacze próżniowe lub pracujące pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym. Są one instalowane przed wirówką lub przed homogenizatorem.

4. Oczyszczanie mleka

W mleku surowym mogą znajdować się nieporządane cząstki brudu, składniki krwi, komórki wymienia, drobnoustroje, które mogą być oddzielone od mleka mechanicznie z wykorzystaniem:

• Różnic w wielkości cząstek (filtry)

• Ich gęstości (wirówki, hydrocyklony)

Filtry i hydrocyklony nie znalazły większego zastosowania. Obecnie stosuje się wirówki odtłuszczająco-oczyszczające.

Podczas oczyszczania mleka przy użyciu wirówek otrzymuje się pewne ilości osadu (szlamu), który jest usuwany ręcznie lub mechanicznie (0,05% - 0,1%).

Obecnie stosuje się wirówki z automatycznym usuwaniem szlamu tzw. samooczyszczające.

Klaryfikatory umożliwiają wydzielenie wszystkich zanieczyszczeń i części drobnoustrojów.

Baktofugatory to wirówki o bardzo wysokich obrotach i dają możliwość oddzielania prawie wszystkich drobnoustrojów od mleka.

PODSTAWOWE CZYNNOŚCI TECHNOLOGICZNE

1. Normalizacja zawartości tłuszczu.
Celem jest uzyskanie produktu o możliwie standardowej zawartości tłuszczu, zgodnej z założeniami produkcyjnymi.
Standaryzacja zawartości tłuszczu polega na zmieszaniu odpowiedniej ilości mleka odtłuszczonego i pełnego lub mleka odtłuszczonego i śmietanki.
Podczas produkcji wyrobów mleczarskich zawartość tłuszczu można znormalizować w przepływie.
Stosuje się wówczas normalizację dwuetapową:

• pierwszy etap - normalizacja wstępna- normalizacja zawartości tłuszczu przed homogenizacją i pasteryzacją

• drugi etap - normalizacja końcowa po obróbce technologicznej, gdy stwierdzimy niezgodność rzeczywistej z żądaną zawartością tłuszczu.

2. Homogenizacja.
Emulsje typu olej w wodzie (mleko/śmietanka) ulegają różnym zmianom fizycznym, które powodują destabilizację emulsji, objawia się to powstawaniem warstwy śmietanki lub wydzieleniem tłuszczu na powierzchni gotowego produktu. Aby zapobiec tym zmianom wykonuje się homogenizację.

• Polega na rozbiciu i dyspersji kuleczek tłuszczowych oraz ich skupisk do mniejszych rozmiarów.

• Homogenizacja w mleczarstwie polega na przepuszczaniu podgrzanego produktu pod wysokim ciśnieniem przez wąską szczelinę homogenizatora.

• Uzyskuje się kuleczki tłuszczu o średnicy 1-10µm, większość o średnicy 2µm.

W przypadku homogenizacji produktów wysokotłuszczowych powstałe kuleczki tłuszczowe ulegają aglomeracji, tworząc gronka, ma wówczas miejsce wzrost lepkości. Dzieje się to, gdy zawartość tłuszczu przekracza 18%.

W celu rozbicia powstałych skupisk kuleczek tłuszczu często stosuje się homogenizację dwustopniową. Ciśnienie na drugim stopniu jest mniejsze (2-10 krotne) niż na pierwszym stopniu.

Zmiany zachodzące podczas homogenizacji:

• Duże rozproszenie kuleczek tłuszczowych powoduje że są podatne na działanie enzymów lipolitycznych.

• Zwiększona w wyniku homogenizacji powierzchnia kuleczek tłuszczowych powoduje zwiększenie zdolności zabielającej śmietanki oraz wybielanie mleka

• W wyniku wzrostu (4-10x) powierzchni kuleczek tłuszczowych pełniejsza jest percepcja smaku

• Produkty homogenizowane są bardziej podatne na działanie światła słonecznego

3. Obróbka cieplna mleka.

Mleko surowe może zawierać pewną ilość mikroflory chorobotwórczej, co powoduje, że może być niebezpieczne dla zdrowia konsumenta.
W każdym procesie przetwarzania mleka stosuje się wiele zabiegów cieplnych, które redukują liczbę drobnoustrojów chorobotwórczych i saprofitycznych do bezpiecznego poziomu.

• Termizacja

• Pasteryzacja

• Sterylizacja

Termizacja

• polega na przetrzymywaniu mleka w temperaturze 62-65ºC przez około 15-20 sekund.

• W wyniku tego procesu ulegają zniszczeniu bakterie psychrotrofowe, ale stwarzane są warunki do rozwoju bakterii aerobowych tworzących przetrwalniki, dlatego mleko musi zostać schłodzone do temperatury 4'C

• Kiedy nie jest możliwy przerób całej ilości mleka - musi być ono przechowywane nawet przez kilkanaście godzin, sprzyja to rozwojowi bakterii psychrotrofowych, które wytwarzają oporne na ciepło enzymy lipolityczne i proteolityczne.

Pasteryzacja

• wg Międzynarodowej Federacji Mleczarskiej (FIL/IDF) jest to proces cieplny, którego głównym celem jest wyeliminowanie lub zminimalizowanie zagrożenia zdrowia ludzkiego i ma na calu zniszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych obecnych w mleku przy minimalnych zmianach chemicznych, fizycznych i sensorycznych.

• W praktyce przemysłowej pasteryzacja wysoka

• krótkotrwała (HTST) 72-75ºC / 15-25s

• momentalna (UHT) 80-90ºC / 2-25s

Sterylizacja

• Proces, który pozwala na całkowite zniszczenie wegetatywnych i przetrwalnikujących form drobnoustrojów enzymów.
  W praktyce osiąga się sterylizację handlową a nie absolutną, która oznacza redukcję liczby drobnoustrojów i ich form przetrwalnikowych, a także enzymów do poziomu zapewniającego długotrwałe przechowywanie bez objawów zmian jakościowych spowodowanych rozwojem drobnoustrojów lub działaniem enzymów.

• Pozostałe rodzaje obróbki cieplnej pozwalają na zniszczenie większości komórek wegetatywnych obecnych w mleku, ale nie wystarczają do eliminacji form przetrwalnikowych oraz niektórych enzymów.
  Najstarszy sposób sterylizacji na początku XX wieku to sterylizacja w pojemnikach (długotrwała).

• Produkt zapakowany w pojemnik jest ogrzewany w temperaturze 10 - 120ºC przez okres 5 - 25min.
  Nowszy sposób, to sterylizacja przepływowa. Polega na ogrzaniu mleka w 135 - 150ºC przez 2 - 9s (sterylizacja UHT).

Do obróbki cieplnej mleka i produktów mleczarskich najczęściej stosuje się:

• Płytowe wymienniki ciepła - warstwa cieczy pomiędzy płytami ma grubość od 3 do 6mm.

• Rurowe wymienniki ciepła - znajdują coraz większe zastosowanie w przetwórstwie mleka. Ponieważ są wymagane temperatury powyżej 130ºC to konieczne jest przetłaczanie mleka pod ciśnieniem około 500kPa.

Wymiana ciepła może odbywać się:

• w systemie ogrzewania pośredniego (przeponowe)

• w systemie ogrzewania bezpośredniego (bezprzeponowe - mleko ma bezpośredni kontakt z parą wodną)

W urządzeniach do sterylizacji bezpośredniej nośnikiem ciepła jest para wodna. Produkt ogrzewany jest poprzez:

• Inżekcja - W tych urządzeniach para wodna pod ciśnieniem większym niż ciśnienie napływającego produktu jest wprowadzana do produktu przez specjalną dyszę, ulegając kondensacji podgrzewa produkt do żądanej temperatury (inżekcja - para w produkt).

• Influzja - Inne rozwiązanie to zastosowanie zbiornika ciśnieniowego z parą wodną utrzymywaną w żądanej temperaturze. Produkt jest rozpylany w górnej części zbiornika. Podczas jego opadania zachodzi kondensacja pary i ogrzewanie produktu (infuzja - produkt w parę).

Podczas bezpośredniej obróbki cieplnej ważnym problemem jest rozcieńczenie produktu wywołane kondensacją pary.

4. Pakowanie

• Do pakowania można stosować opakowania szklane, kartonowe, wytłoczki z tworzyw sztucznych, folię, puszki.

• Na wybór opakowania mają wpływ czynniki:

• Ekonomiczne

• Ekologiczne

• Technologiczne

• Funkcjonalne.

• Materiał opakowaniowy powinien być:

• tani

• bezpieczny dla produktu i środowiska

• wygodny do dystrybucji

• w maksymalnym stopniu zabezpieczać produkt przed czynnikami zewnętrznymi.

• Metody pakowania można podzielić na dwa systemy:

• nieaseptyczne (produkty pasteryzowane) - zarówno do opakowań zwrotnych jak i bezzwrotnych. Do mleka i śmietanki pasteryzowanej obecnie stosuje się folię polietylenową a także opakowania kartonowe trójwarstwowe lub butelki PET. Poważny problem z utylizacją.

• aseptyczne (produkty sterylizowane) - głównie do produktów sterylizowanych (UHT).

Pakowanie należy przeprowadzać tak, żeby nie dochodziło do zakażenia wtórnego!

W Polsce stosuje się kartony laminowane, ale można opakowania kartonowe, butelki szklane i PET, itp.
Mleko lub śmietana UHT są doprowadzane w układach zamkniętych do urządzenia pakującego, następnie zapakowane w sterylnych warunkach w wysterylizowanych opakowaniach.
Taśma kartonowa przechodzi przez roztwór sterylizacyjny np. H₂O₂, a następnie po wysuszeniu w strumieniu gorącego i aseptycznego powietrza (170-200ºC) jest z niej formowany karton. Opakowania z tektury laminowanej 5 lub 6-warstwowej są formowane, napełniane produktem i zamykane bezpośrednio w urządzeniu pakującym.

5. Magazynowanie i dystrybucja.

• Opakowania jednostkowe są pakowane w opakowania zbiorcze.

• Zwykle produkty są paletyzowane.

• Temperatura produktów pasteryzowanych powinna być od 4 do 6ºC

• Temperatura produktów sterylizowanych nie powinna przekraczać 20ºC

• UHT nie większa niż 20.

• Czas magazynowania w mleczarni nie więcej niż 12h, UHT nawet kilka miesięcy.

• Ważna jest temperatura podczas transportu, by nie dopuścić do zmian.

• Problemem są ogniwa pośrednie wydłużające drogę produktu.

• Wytwórca -> megahurtownia- > hurtownia- > detal -> konsument

WYKŁAD 2

16.10.2012

Masło i produkty masłopodobne.

MASŁO - produkt wysokotłuszczowy otrzymany w wyniku zmaślania wydzielanej z mleka śmietanki.

Budowa fizyczna masła:

• Emulsja typu w/o

• Układ 3 faz:

• Tłuszczowej

• Gazowej

• Wodnej

• Faza ciągła to ciekły tłuszcz, w którym pod mikroskopem widoczne jest rozmieszczenie:

• Kuleczki tłuszczu

• Kryształy tłuszczu i ich agregaty

• Krople fazy wodnej

• Pęcherzyki powietrza

Definicja masła:

• Komisja Kodeksu Żywnościowego FAO/WHO standard A-1 (1971)

• Masło jest produktem tłuszczowym otrzymanym wyłącznie z mleka

• Przewiduje ona, że oprócz pasteryzowanej śmietanki jest możliwość stosowania zakwasów maślarskich lub innych preparatów zakwaszających oraz naturalnego barwnika roślinnego, a także soli kuchennej (w Polsce rzadko).

Dlaczego wybieramy masło?

• Wybór masła przez konsumentów ma miejsce ze względu na przyjemny, charakterystyczny smak i aromat, który nie występuje w żadnym innym tłuszczu

• Są one wyczuwalne także w wyrobach i wypiekach z zastosowaniem masła

• Masło jest lekkostrawne

• Łatwość organoleptycznej oceny przydatności do spożycia

• Wyczuwanie jełkiego smaku daje nie tylko ograniczony okres przydatności do spożycia, ale dyskwalifikuje masło i produkty do celów spożywczych

• Do masła nie dodaje się konserwantów

Zastosowanie masła:

• Masło jest szczególnie przydatnym produktem do smarowania oraz jest składnikiem

• Sosów

• Przypraw

• Past

• wyrobów cukierniczych

• Nie nadaje się do smażenia, wyjątki: jajecznica, omlet, jaja sadzone (temperatura denaturacji jaja jest znacznie niższa- masła się nie rozkłada)

Tłuszcz masła:

• Zawiera znaczące ilości kwasów tłuszczowych nasyconych, w tym:

• Kwasy krótkołańcuchowe (C4, C6)

• Kwasy średniołańcuchowe (C8, C10, C12)

• Kwasy długołańcuchowe (C14 mirystynowy - niekorzysny, C16 palmitynowy - najbardziej niekorzystny, C18 stearynowy)

Wymagania jakościowe (oceniane w skali do 5p):

• Wygląd (barwa, rozmieszczenie wody)

• Konsystencja

• Smak i aromat

• Wyniki oceny sensorycznej masła w skali 5-punktowej muszą uzyskać wymaganą ocenę 4 punktów

Inne tłuszcze mleczne:

• Masła topione - produkt będący czystym tłuszczem, wydzielony z masła w procesie obróbki cieplno-mechanicznej. Zawiera śladowe ilości wody. Znacznie twardsze niż masło.

• Bezwodny tłuszcz mlekowy - nie mniej niż 99,8% tłuszczu, mniej niż 0,2% wody. Otrzymuje się w warunkach przemysłowych bezpośrednio z mleka. Można przechowywać przez długi okres czasu. Daje się ponownie przerobić na dobrej jakości masło.

Podział tłuszczu mlecznego:

• Można go rozdzielić na frakcje różniące się temperaturą topnienia:

• Frakcje łatwiej topliwe (więcej kwasów nienasyconych) do produkcji masła miękkiego lub dodatek do śmietany. W okresie zimowym w celu zmniejszenia twardości uzyskanego masła. Żywienie pastwiskowe - kwasów nienasyconych więcej.

• Frakcje trudniej topliwe do produkcji twardego masła w okresie letnim, rozdzielone frakcje można wykorzystać w piekarstwie, produkcji czekolady, lodów

Łatwo topliwe - majonezy.

Trudno topliwe - ciasta.

Porównanie składu mleka i masła:

	Mleko %	Masło %
Tłuszcz	2,7-5,5	>82
Białko	3,2-3,4	0,45-0,75
Laktoza	3,6-5,3	0,2-0,85
Woda	85-89	<16
Sole mineralne	0,6-0,8	0,1-0,16
Witamina A mg%	0,02-0,2	0,9-3,0
Witamina D	0,00003-0,0001	0,0002-0,004
Witamina E	0,02-0,06	0,3-7,1
Cholesterol	13mg/100cm^3	240mg/100g

Charakterystyka składników tłuszczu- masła:

• Zawartość tłuszczu mlecznego min. 82%

• Zawartość wody max 16%

• Zawartość s.s. beztłuszczowej max 2%

• Zawartość wolnych kwasów tłuszczowych max 1,2mmol/100g tłuszczu

• Liczba nadtlenkowa 0,3 mEq/1000g tłuszczu

• Zawartość tłuszczów obcych- niewykrywalne w oparciu o analizę składu triacylogliceroli

• Bakterie coli- niewykrywalne w 1g

• Dyspersja H₂O- niewykrywalna

• Właściwości sensoryczne- minimum 4 punkty w skali 5-punktowej

Podział tłuszczów mlecznych do smarowania:

• Masło - produkt o zawartości tłuszczu mlecznego nie mniejszej niż 80%, ale mniejszej niż 90%, o max zawartości wody 16%, i zawartości s.s. beztłuszczowej 2%

• Masło o zawartości ¾ tłuszczu - tłuszcz mleczny, nie mniej niż 60%, nie więcej niż 62%

• Masło półtłuste - tłuszcz mleczny nie mniej niż 39%, nie więcej niż 41%

• Tłuszcz mleczny do smarowania X% - produkt o zawartości tłuszczu mlecznego:

• Mniej niż 39%

• Więcej niż 41%, mniej niż 60%

• Więcej niż 62%, mniej niż 80%

TECHNOLOGIA PRODUKCJI MASŁA:

Obejmuje wiele procesów jednostkowych:

• Wirowanie mleka

• Pasteryzacja i odgazowanie śmietanki

• Dojrzewanie fizyczne i biologiczne śmietanki

• Zmaślanie

• Płukanie ziaren masła

• Wygniatanie masła

• Formowanie i pakowanie masła

• Przechowywanie gotowego produktu

Surowe mleko krowie użyte do produkcji masła musi spełniać wymagania klasy extra. Ogólna liczba drobnoustrojów oznaczonych metodą płytkową w temp. 30^oC nie może przekraczać 100 000 w 1cm³.

1. Wirowanie mleka:

W wyniku tego procesu pozyskujemy śmietankę, w której zawartość tłuszczu jest ponad 10-krotnie większa niż w mleku surowym, oraz odtłuszczenie mleka

Śmietanka - Powinna mieć naturalny smak i zapach, jednorodną konsystencje, nie powinna być zjełczała. Może pochodzić ze skupu lub być dostarczana przez kooperantów.

2. Pasteryzacja śmietanki:

• Ma wpływ na cechy najbardziej istotne w ogólnej ocenie jakościowej masła

• Bardziej rygorystyczne parametry ogrzewania niż w przypadku mleka

• Wysoka zawartość tłuszczu (30-45%)

• Mniejsza o ponad 1/5 przewodność cieplna

• Więcej drobnoustrojów i enzymów ( nie mniej niż 92ºC przez 30-40 s)

• Oprócz aspektu mikrobiologicznego, też:

• Maksymalna inaktywacja ciepłoodpornych enzymów

• Podwyższenie stabilności oksydacyjnej masła

• Ograniczenie autooksydacyjnego wpływu na przebieg procesu lipooksydacji

• Obniżenie potencjału oksydoredukcyjnego

• Podwyższenie walorów smakowo-zapachowych masła

• Przedłużenie jego trwałości

• Wpływa na pojawienie się w maśle lekkiego posmaku pasteryzacji (dobrze odbieranego przez konsumentów) pochodzącego od lotnych związków siarkowych i laktonów oraz związków karboksylowych (reakcja Maillarda)

3. Odgazowanie śmietanki:

• Po odgazowaniu śmietankę schładzamy:

• Ma na celu usuwanie lotnych substancji:

• O nieprzyjemnym zapachu

• Produktów działalności szkodliwej mikroflory

• Substancji zapachowych przenikających z otoczenia gdzie przebywają krowy

• Proces przeprowadza się bezpośrednio po pasteryzacji

• Dobre wyniki uzyskuje się stosując temperaturę 95-98^oC

• Pod zredukowanym ciśnieniem do 50-70 kPa

• Usuwane są także takie substancje, jak:

• Trimetyloamina (śledziowy)

• Izotiocyjanian alkilowy (oleju musztardowego)

• Disiarczek allilopropylowy (cebulowo-czosnkowy)

• Lotne wolne kwasy tłuszczowe (jełki)

4. Dojrzewanie śmietanki:

To proces przygotowywania śmietanki do zmaślania

• Dojrzewanie fizyczne:

• Aby uzyskać właściwe cechy struktury i konsystencji masła musi być optymalne wykrystalizowanie tłuszczu mlekowego, a także odpowiednie wielkości uzyskanych kryształów.

• Twardość masła jest różna w zależności od okresu żywienia krów (oborowe - więcej kwasów nasyconych niż pastwiskowe - twarde masło)

• Dojrzewanie śmietanki odbywa się w wielopłaszczowych tankach, umożliwiających skuteczne:

• Oziębienie

• Podgrzewanie

• Mieszadło w środku - właściwe mieszanie śmietanki

• Dojrzewanie biologiczne:

• Celem jest nadanie produktowi korzystnych cech organoleptycznych, przede wszystkim orzeźwiającego, lekko kwaskowatego smaku, oraz „orzechowego” aromatu

• Dominującą role w kształtowaniu specyficznego aromatu masła odgrywa diacetyl CH3COCOCH3. Jego ilość powinna być 3-5 razy większa niż aldehydu octowego. Pożądane stężenie diacetylu w maśle wynosi od 0,75 do 3 mg/kg.

• Rozpoczyna się z chwilą wprowadzenia do spasteryzowanej i schłodzonej śmietanki czystych kultur maślarskich.

• Dodatek zakwasu (INOKULACJA) różny w zależności od stopnia ukwaszenia: 1,5-3%

• Kultury bakteryjne mogą być dostarczane w różnych formach:

• W metodzie tradycyjnej- płynne i liofilizowane (służą do przygotowania zakwasów roboczych)

• W metodzie „semi direct”- liofilizowane lub mrożone (nie wymagają procesu prowadzenia zakwasów)

• W metodzie „direct''- w postaci głęboko mrożonej lub liofilizowanej (do bezpośredniego zagęszczania w tanku)

Rodzaj szczepionki:

• Najbardziej przydatne - średnio kwaszące

• Są to szczepionki typu BD produkujące intensywnie diacetyl, przy 3-5 krotnie niższej zawartości aldehydu octowego

Stopień ukwaszenia:

• W zależności od stopnia ukwaszenia produkuje się masło:

• Ze śmietanki nieukwaszonej

• Ze śmietanki umiarkowanie ukwaszonej (16-18^oSH w plazmie, pH 5,8-5,9)

• Ze śmietanki ukwaszonej (20-22^oSH w plazmie, pH 5,5)

5. Przygotowanie śmietanki do zmaślania:

• Przed rozpoczęciem zmaślania doprowadza się śmietankę do optymalnej temperatury procesu:

• 7-10^oC latem

• 10-14^oC zimą

• W celu jednolitej barwy masła w ciągu roku śmietankę można dobarwiać stosując naturalną mieszankę karotenów (E 1600) (dawniej anatto) (z okresu oborowego- mniej barwników)

6. Zmaślanie:

• Celem tego procesu jest rozerwanie cząsteczek kuleczek tłuszczowych i spowodowanie ich agregacji prowadzącej do powstawania ziaren masła (procesy mechaniczne- wstrząsanie, mieszanie, ubijanie)

• To proces przekształcania odpowiednio przygotowanej śmietanki w masło

• W wyniku procesu zmaślania uzyskuje się tzw. inwersje faz, czyli emulsji typu o/w w w/o

• Produktem zmaślania jest półpłynna masa masła oraz polarna faza masła, tj. maślanka

• Metodę okresową prowadzi się w różnego typu i wielkości masielnicach wykonanych ze stali kwasoodpornej. Różne kształty: dwustożkowa, kubiczna, cylindryczna, walcowa. Wyposażenie masielnicy - zawór wlotowy, pokrywa do wyładunku masła, wziernik, zawór do odprowadzania maślanki, zawór odpowietrzający, różne obroty 3 - 35/min. Masło pływa na powierzchni maślanki.

• Przerywa się z chwilą uzyskania ziaren wielkości 2-4 mm o kształcie kulistym, niemazistej, jednolitej konsystencji

• Proces trwa 45- 60 minut

• W dolnej części zbiera się maślanka, którą spuszcza się grawitacyjnie.

7. Płukanie ziaren masła:

• Ma na celu usunięcie maślanki międzyziarnowej oraz obniżenie zawartości składników nietłuszczowych, głównie białka i laktozy

Opakowania zbiorcze 5-25 kg. Masło formują, pakują w pełni zmechanizowanych urządzeniach W=10 ton.

8. Wygniatanie masła ma na celu:

• Połączenie ziaren masła w jedną bryłę

• Nadanie produktowi właściwości cech struktury i konsystencji

• Usunięcie z masła nadmiaru wody

• Doprowadzenie do właściwej dyspersji fazy wodnej

• Podniesienie trwałości

• Ograniczenie niekorzystnych zmian lipolitycznych

Zmaślanie metodą okresową - w tradycyjnych masielnicach w 3 fazach:

• Wolne obroty

• Zwiększenie obrotów

• Standaryzacja zawartości wody

• Cały proces 30-60 minut

• W razie potrzeby w drugiej fazie wygniatania prowadzi się solenie masła. W Polsce się nie przyjęło.

Masło jest bardziej żółte przy żywieniu pastwiskowym, ponieważ zawiera karoten. W procesie produkcyjnym masło dobarwia się karotenem.

Zmaślanie metodą ciągłą - Umożliwia bardzo szybką destabilizację śmietanki - powstanie ziaren masła.

9. Transport

Wychodzące z urządzenia zmaślającego masło kierowane jest do typowych urządzeń formująco-pakujących. Zbiorniki buforowe umożliwiają dopasowanie wydajności urządzenia zmaślającego so wydajności urządzeń pakujących.

Urządzenie zmaślające - urządzenie formująco-pakujące

10. Formowanie i pakowanie masła:

• Masło do sprzedaży detalicznej jest formowane w kostki o masie:

• 15, 25, 100, 125, 200, 225, 250, 500g oraz w opakowania zbiorcze 5 - 25kg.

Materiał opakowaniowy:

• Metodom opakowania ze względu na skład masła stawia się odpowiednio wysoki wymagania

• Najbardziej popularny jest kompozyt: woskowy papier i folia aluminiowa

• Opakowania trudno zniszczalne

• Próby- materiały ekologiczne

11. Warunki przechowywania masła:

• Jak produkt mało trwały

• Magazyn suchy, przewiewny, zabezpieczony przed światłem, gwarantujący wychłodzenie 0-4^oC

• Temperatura masła z magazynu niższa niż 4^oC, stan głębokiego zamrożenia -30^oC, okres przechowywania 8 miesięcy, warunki chłodnicze 1 miesiąc.

Przechowywanie masła, a jego smarowność.

W czasie przychowywania masła w warunkach chłodniczych następuje krystalizacja tłuszczu mlecznego w fazie ciągłej i kuleczkach tłuszczowych. Zwieksza się zatem udział fazy stałej do ciekłej co powoduje stwardnienia masła. Po wyjęciu masła z chłodni lub lodówki do temperatury pokojowej po pewnym czasie proporcje faz….

TŁUSZCZE MIESZANE:

Zwierzęcej i roślinne zawierające 10-80% tłuszczu mlecznego w ogólnej ilości tłuszczu

Miks tłuszczowy

Miks tłuszczowy ¾

Miks tłuszczowy półtłusty

Miks tłuszczowy do smarowania X%

PRODUKTY MASŁOPODOBNE:

• Produkty o typowej dla normalnego masła zawartość wody, ale o zmodyfikowanej fazie tłuszczowej (lepsza smarowność). Dodanie tłuszczów roślinnych.

• Produkty o obniżonej zawartości tłuszczu oraz zmodyfikowanej fazie tłuszczowej.

Zafałszowanie masła:

Bardzo często konsument jest przekonany, że kupuje masło, kupuje jednak produkt masłopodobny.

Producent nie informuje o wprowadzeniu do tego produktu oleju roślinnego lub zamieszczona informacja jest niepełna.

Godzi to nie tylko w interesy ekonomiczne konsumenta, ale ma też określone konsekwencje żywieniowe.

Metody analityczne wykrywania zafałszowań masła:

• Oznaczanie składu kwasów tłuszczowych

• Oznaczanie składu triacyloglicerole

• Oznaczanie składu steroli

• Oznaczanie zawartości tokochromanoli

WYKŁAD 3

23.10.2013

Sery twarogowe

SER TWAROGOWY - to silnie odwodniony skrzep z mleka pełnego, mleka częściowo odtłuszczonego lub w pełni odtłuszczonego, koagulowanego metodą kwasową bez lub z dodatkiem podpuszczki.

Podział serów twarogowych

1. Produkowane metodą kwasową

a) krajanka

b) klinki: pełnotłusty, tłusty, chudy

2. Produkowane metodą kwasowo- podpuszczkową

a) otrzymywane metodą tradycyjną

b) otrzymywane z zastosowaniem metody wirówkowej

- śmietankowe

- pełnotłuste

- tłuste

- chude

3. Produkowane są ponadto twarogi (tzw. metodą serwatkową) ze wszystkich białek mleka oraz twarogi ziarniste, przecierane i mielone.

Asortyment serów twarogowych:

• Sery kwasowe prasowane - głównie krajanka i klinki o różnej zawartości tłuszczu. Tego rodzaju produkt nosi nazwę „ser biały” i trudno znaleźć na świecie jego odpowiedniki.

• Ser kwasowe prasowane i rozcierane lub mielone, standaryzowane pod względem zawartości tłuszczu i ewentualnie doprawianie dodatkami smakowymi.

• Sery kwasowo - podpuszczkowe produkowane metodą tradycyjna i wirówkową o homogennej strukturze, standaryzowane pod względem zawartości tłuszczu i ewentualnie doprawiane dodatkami smakowymi.

• Sery ziarniste otrzymywane met kwasowo- podpuszczkową, natłuszczone śmietanką i ewentualnie doprawiane dodatkami smakowymi.

• Sery kwasowe lub kwasowo - podpuszczkowe otrzymywane ze wszystkich białek mleka metodą tzw. serbitową z zastosowaniem tradycyjnego sposobu obróbki skrzepu i masy twarogowej lub z zastosowaniem techniki ultrafiltracji.

• Sery mleczno maślankowe lub maślankowe otrzymywane w wyniku tradycyjnej obróbki skrzepu kwasowego z mieszaniny mleko odtłuszczonego i maślanki lub Samek maślanki.

• Odrębną grupę stanowią sery dojrzewające otrzymywane z twarogu kwasowego rozdrobnionego z dodatkiem przypraw, uformowanego i dojrzewającego

PRODUKCJA SERÓW TWAROGOWYCH

1. Przygotowanie mleka do przerobu

Mleko przeznaczone do produkcji serów twarogowych powinno odpowiadać wymaganiom obowiązującej normy, ale zapewnić dobrą jakość i trwałość gotowego wyrobu.

Mleko odtłuszczone lub o znormalizowanej ilości tłuszczu poddaje się pasteryzacji przeprowadza się ją w wielosekcyjnym wymienniku ciepła. Optymalna temperatura wynosi 80-85^oC przez 15s.

Wysoka pasteryzacja mleka wpływa na czystość mikrobiologiczna i zwiększą wydatek twarogu, lecz może wpływać na jego strukturę i zdolność wydzielania wody.

Zawartość tłuszczu w mleku przerobowym standaryzuje się tylko w produkcji nielicznych rodzajów serków twarogowych np. klinki, krajanki. Śmietanką lub masłem standaryzuje się gotową masę twarogową przy produkcji serków kwasowo- podpuszczkową.

2. Zaprawianie i koagulacja mleka

Zaprawianie i krzepnięcie mleka oraz obróbka skrzepu odbywa się w odpowiednich wannach lub tankach koagulacyjnych, umożliwiających regulację temperatury, krojenie skrzepu i jego mieszanie. Podczas wyrobu twarogów stosuje się przeważnie koagulację długotrwałą i krótkotrwałą.

1. Koagulacja długotrwała - do mleka schłodzonego do temperatury 20- 26^oC dodaje się zakwasu (0,5- 2,5%) bakterii fermentacji mlekowej i pozostawia w tych warunkach przez 12- 16h w celu wytworzenia skrzepu. Kwasowość miareczkowa mleka po inkubacji wynosi 32- 34⁰SH ( pH 4,5- 4,6)

2. Koagulacja krótkotrwała - do mleka schłodzonego do temperatury 32- 35⁰C dodaje się 5% zakwasu bakterii fermentacji mlekowej, a czas koagulacji wynosi 6-8h.

W obu metodach mogą być stosowane rożne rodzaje zakwasów. Zakwas należy wlewać równomiernie po całej powierzchni przy równoczesnym ciągłym i intensywnym mieszaniu całej zawartości wanny, po czym zostawić mleko w spokoju.

W wyniku fermentacji mlekowej następuje zmierzenie koncentracji jogów wodorowych, a przy pH 4,5-4,6 kazeina osiąga punkt izoelektryczny i staje się elektrycznie obojętna. Siły odpychania międzycząsteczkowego zanikają, następuje ich zbliżenie i łączenie: zol przechodzi w żel. Wytracony skrzep to zwarte cząsteczki kazeiny, mające na swych powierzchniowych grupach polarnych cząsteczki wody. Pozostała woda znajduje się w siatce przestrzennej skrzepu i wydziela się w fazie ciekłej (serwatce). Podczas krojenia, rozdrabniania, mieszania i ogrzewania następuje obkurczenie skrzepu powodujące wydzielenie się serwatki- synereza, którą wzmaga koncentracja jonów wodorowych, rozdrobnienie skrzepu., podwyższona temp i mieszanie całej masy twarogu.

3. Obróbka skrzepu

Dojrzały skrzep należy lekko podgrzać aby spowodować jego odejście od ścian wanny.

Obróbka skrzepu polega na jego pokrojeniu na prostopadłościany, delikatnym mieszaniu i rozdrabnianiu na ziarno wielkości 1-5cm, a następnie podgrzewaniu (1^oC/ 5 min), aby nie powodować rozpylenia skrzepu. W toku obróbki następuje osuszenie ziarna twarogowego z wydzieleniem klarownej serwatki., której kwasowość po pokrojeniu wynosi 22-24⁰SH, a po dogrzewaniu nie powinna przekraczać 30^oSH (czas dojrzewania około 2h).

Zbyt słabe ukwaszenie powoduje wadę plastyczności i gumowatości, intensywne ukwaszenie- mazistość, rozpylenie i zbyt kwaśny smak twarogu.

Najlepszym wskaźnikiem dojrzałości skrzepu jest jego pH 4,5- 4,7 lub kwasowość miareczkowa 30-34^oSH.

Skrzep powinien być konsystencji delikatnej galarety, jednolity, bez pęknięć i szczelin, nie wydzielać serwatki. Przy złamaniu powinien tworzyć się przełom o gładkich ścianach.

4. Ociekanie skrzepu

Można prowadzić w prasach wyłożonych tkaniną (chustą) lub odpowiednią per formą po spuszczeniu skrzepu do prasy.

Ociekanie prowadzono na stole twarożkarskim, na który kładło się specjalne maty lub listwy, chusty.

Stosowane chusty musza by czyste, suche, zdezynfekowane.

Temperatura w pomieszczeniu, w którym prowadzi się ociekanie powinna wynosić 18-20oC. W tej temp serwatka ocieka równomiernie .czas 30min.

5. Prasowanie

Wstępnie odwodniona masę twarogową prasuje się przy nacisku 10N/kg masy , a następnie 30N/kg masy. Konsystencja prasowanego twarogu powinna być dość zwięzła, umiarkowanie paskowata, jednak nie mazista.

Prasowanie należy prowadzić w temp około 20oC w czasie nie przekraczającym 2h.

6. Formowanie twarogów

Ser twarogowy może być formowany w postaci płaskiego bloku, krojonego na odpowiednio mniejsze porcje lub formowany w tzw. klinki. Sery twarogowe mogą być przeznaczone do bezpośredniego spożycia lub do dalszego przerobu na serki twarogowe mielone lub przecierane z dodatkiem śmietanki i substancji smakowych oraz soli.

Z serów twarogowych kwasowych można produkować sery dojrzewające (pleśniowe lub maziowe) lub sery twarogowe topione (ser smażony).

Zapakowane sery twarogowe należy szybko schłodzić szybko do temp 2-8oC, aby zapobiec przekwaszeniu masy twarogowej.

Klasyczne sery twarogowe są krótkotrwałymi produktami, ich okres przydatności do spożycia określa się na 48-72h.

7. Pakowanie twarogów

Twarogi zapakowane próżniowo

• folia miękka

• folia twarda

Rodzaje pakowania

• Pakowanie w modyfikowanej atmosferze

• pakowanie próżniowe

• pakowanie w atmosferze gazów ochronnych

• Pakowanie przez termo obkurczanie opakowania

• Pakowanie w opakowania aktywne

Pakowanie próżniowe - polega na mechanicznym usunięciu tlenu z opakowania i szczelnym jego zamknięciu. Hamuje wzrost drobnoustrojów tlenowych.

Pakowanie w atmosferze gazów ochronnych - podczas pakowania, po odprowadzeniu powietrza, opakowanie wypełniane jest albo częściowo albo całkowicie gazem ochronnym.

Gaz ochronny służy przedłużeniu trwałości produktów żywnościowych i działa jak bufor, który wyrównuje różnice ciśnień miedzy zawartością opakowania, a otoczeniem i chroni wrażliwe produkty przed działaniem ciśnienia atmosferycznego.

Jeżeli używamy prawidłowej mieszanki gazowej możemy 2 do 5 razy przedłużyć trwałość produktu spożywczego.

Parametry decydujące o proporcji mieszaniny CO2 i N2

• rodzaj sera

• zawartość tłuszczu

• zawartość wody

• rodzaj porcji

N2 - całkowicie obojętny używany do wypychania tlenu z opakowania oraz wypełniania opakowania

CO2 - gaz aktywny - zapobiega wzrostowi większości bakterii tlenowych i grzybów

Pakowanie przez termo obkurczanie opakowania - polega na umieszczeniu produktu w rękawie wykonanym z folii termokurczliwej. Następnie zgrzewany i umieszczony w tunelu, w którym następuje termiczne obkurczanie folii

Opakowania aktywne - opakowania wchodzą w interakcje z produktem zapakowanym lub z atmosfera wewnątrz opakowania, w wyniku tych oddziaływań następuje przedłużenie trwałości produktów spożywczych.

Pakowanie aktywne obejmuje kilka różnych rozwiązań m.in.

• pochłaniacze tlenu

• pochłaniacze wody

• emitery i absorbery zapachów

• emitery i absorbery Co2

• antybakteryjne folie

• wskaźniki czasu i temperatury

• wskaźniki ubytku tlenu i dwutlenku węgla

PRODUKCJA SERÓW TWAROGOWYCH METODĄ KWASOWO-PODPUSZCZKOWĄ

1. Przygotowanie mleka do przerobu

Mleko wzbogaca się w sole wapnia (CaCl2) i poddaje najczęściej pasteryzacji niskiej a następnie schładza do temp zaprawiania, dodaje czystych kultur bakterii ferm mlekowej i preparatu podpuszczkowego

2. Krzepnięcie i krojenie skrzepu

Dodatek niewielkiej ilości podpuszczki z zakwasem prowadzi do uzyskania (po ok. 12-14h) mieszaniny koagulatu odwapnionej kazeiny oraz parakazeinianu wapniowego, co wpływa na cechy reologiczne i skład sera twarogowego. Skrzep kroi się, gdy uzyska on pH 4,7-4,8 a wyciekająca serwatka kwasowość 20-22oSH. Rozdrobnienie skrzepu lub jego krojenie wykonuje się ręcznie lub mechanicznie.

3. Odwadnianie skrzepu

Rozdrobniony koagulat umieszcza się na chustach serowarskich, w celu odcieknięcia i odwodnienia skrzepu do zawartości 80% wody. W czasie ociekania twarożek może być delikatnie płukany lub prasowany.

Powszechnie stosowanym sposobem jest odwadnianie rozdrobnionego skrzepu w specjalnej wirówce oddzielającej serwatkę od białka twarogowego do zawartości 18-24% suchej sus. Otrzymany w ten sposób produkt stanowi surowiec do wyrobu serka nie homogenizowanego i homogenizowanego śmietankowego , pełnotłustego, tłustego i chudego bez dodatków lub z dodatkami (soli, przypraw, owoców i cukru).

4.Normalizacja zawartości wody i tłuszczu oraz wzbogacanie masy twarogowej

Masa twarogowa uzyskana metodą tradycyjna jak i wirówkową może być terminowana w temp 52- 58oC a następnie schłodzeniu do temp 80C. Uzyskane w ten sposób serek twarogowy można mięsząc ze śmietanką lub innymi dodatkami smakowymi, a następnie pakowany. Serki produkowane z masy twarogowej terminowanej SA znacznie trwalsze niż tradycyjne. Można je przechowywać od 1 d0 3 tygodni. Przedłużoną trwałość tych produktów uzyskuje się dzięki termizacji, która niszczy i hamuje rozwój znacznej części drobnoustrojów oraz aseptycznemu pakowaniu.

Wady serów twarogowych:

• Wady struktury i konsystencji

• mazista- wywołana niedogrzaniem skrzepu

• mazisty, grudkowany, kaszkowaty- zbyt wysoka temperatura dogrzewania

• łykowata - nieprzestrzeganie parametrów

• śluzowata, galaretowata z żółtym zabarwieniem, zapach gnilny- wtórne zakażenie mleka po pasteryzacji

• Wady barwy

• dwubarwność lub smugowatość jest spowodowana niedokładnym wymieszaniem twarogu z dodatkami

• zżółkniecie lub brunatnienie- spowodowana gliwieniem

• ściemnienie powierzchni spowodowane wyschnięciem jego powierzchni na skutek złego przechowywania

• Wady smaku i zapachu

• posmak silnie kwaśny - przekwaszenie

• cierpki, octowy- długotrwałe przechowywanie w temp poniżej 10⁰C

• jałowy- wypłukanie substancji aromatycznych

• pasteryzacji- zbyt wysoka temperatura w czasie procesu pasteryzacji

• przypalenia

• gorzki - wadliwy surowiec lub z niewłaściwych bakterii w procesie ukwaszenia mleka lub zbyt niska temp ukwaszania

WYKŁAD 4.

30.12.2012

Przetwórstwo jaj

Przetwórstwo JAJ - jest procesem lub zbiorem procesów technologicznych polegającym na oddzieleniu treści jaja od skorupy, a następnie poddaniu tej treści w całości lub formie dzielonej (białko, żółtko) szeregu operacjom {technologicznym w celu uzyskania nowego jakościowo lub innego asortymentowo produktu lub półproduktu.

W przetwórstwie jaj wyróżniamy następujące kierunki:

• suszarnictwo z uwzględnieniem technik suszenia: rozpyłowego, sublimacyjnego, wibrofluidalnego i na tacach

• płynne produkty

• zamrażalnictwo i przechowywanie zamrażalnicze

Przetworzony surowiec jajcarski wykorzystywany w:

• przemyśle farmaceutycznym (np. lecytyna),

• kosmetycznym,

• chemicznym,

• paszowym.

ETAPY TECHNOLOGICZNE W PROCESIE PRZETWARZANIA JAJ:

• Rozładunek

• Segregacja jakościowa

• Mycie i dezynfekcja

• Wybijanie jaj

• Filtrowanie

• Pasteryzacja - pakowanie (produkty płynne)

• Pasteryzacja - pakowanie - zamrażanie (produkty mrożone)

• Ocukrzanie - pasteryzacja - suszenie - pakowanie (produkty suszone)

1. Segregacja jakościowa

Surowiec wyjściowy do przetwórstwa - to jaja czyste z systemu chowu fermówego (klatkowego), 7- 14-dniowe, przechowywane w przewiewnym pomieszczeniu w temperaturze nie wyższej niż 15 °C, parametrach:

• Masa 50 - 65g

• Indeks kształtu 72 - 75

2. Mycie i dezynfekcja jaj

Zabieg mycia może:

• spowodować przedostawanie się środków odkażających (chemicznych) wraz z wodą do treści jaj

• w czasie wybijania płynne pozostałości po de­zynfekcji i płukaniu jaj mogą dostać się do masy jajowej

• istotnie zmniejszać zakażenie wybitej treści jaj mikroflora bakteryjną

Skuteczność mycia zależy od temperatury wody, która powinna być wyższa niż temperatura jaj co najmniej o 10-15 °C. Optymalna jest temperatura wody ok. 45 °C.

3. Wybijanie jaj

Systemy do wybijania jaj i oddzielania białka od żółtka:

• mechaniczny z miseczkowym zestawem separującym w układzie karuzelowym lub taśmowym (Sanovo, Diamont).

• pneumatyczny z rynienkowym zestawem separującym (Coenraadts)

Wydajność: od 20 do 150 tys. jaj/godz.

4. Filtrowanie

Celem filtrowania jest oddzielanie z treści jaja elementów niepożądanych (drobnych cząstek skorup, błon podskorupowych, chalaz i błon witelinowych) oraz wstępna homogenizacja masy jajowej.

Główne systemy separująco-filtrujące:

• Stacjonarne

• rotacyjne,

• szczelinowe,

• wirówki - separatory.

Schładzanie i przetrzymywanie masy jajowej

• proces schładzanie prowadzony jest na wymiennikach ciepła, których wymiary dostosowane są do potrzeb

• masa po schłodzeniu przekazywana jest do zbiorników chłodzonych (z podwójną ścianą)

• najlepszą ze względu na bezpieczeństwo mikrobiologiczne jest temperatura bliska 0*C

Pasteryzacja - celem pasteryzacji jest zniszczenie patogennych drobnoustrojów, szczególnie pałeczek z rodzaju Salmonella.

Z uwagi na wrażliwość koagulacyjną materiału przyjmuje się określone przedziały temperatur pasteryzacji:

• białko 56-58*C - 1,5 min

• żółtko 66-68*C - 3,0 min

• masa jajowa 64-66*C - 2,0 min

najniższa temp. koagulacji posiada konalbumina (owotransferyna) - 58*C

Etapy:

• wymiana

• podgrzewanie

• chłodzenie

W skład zestawu do pasteryzacji uchodzą następujące elementy (urządzenia):

• zbiornik wyrównawczy z pływakiem utrzymującym stały poziom cieczy i regulujący jej dopływ do pasteryzacji,

• pompa podająca ciecz do sekcji wymiany aparatu płytowego (lub rurowego);

• aparat płytowy lub rurowy z trzema sekcjami: wymiany, podgrzewania i chłodzenia;

• przetrzymywacz rurowy;

• parowy przeponowy ogrzewacz wody;

• zbiornik wyrównawczy ciepłej wody;

• pompa utrzymującą przepływ wody w obiegu zamkniętym;

• automatyczne urządzenia sterujące i pomiarowo-kontrolne

Właściwy proces pasteryzacji następuje w przetrzymywaczu rurowym.

• Przytrzymywacz jest zestawem połączonych ze sobą rur, umieszczonych w układzie poziomym,

• Wyposażony jest w urządzenia kontrolujące prawidłowy proces pasteryzacji.

• Wszystkie części aparatury pasteryzacyjnej mające bezpośredni kontakt z treścią jaj wykonane są z wysokogatunkowej stali kwasoodpornej.

• Obieg cieplej wody w aparaturze jest zamknięty.

• Po oddaniu ciepła pasteryzowanej cieczy woda powraca do urządzenia podgrzewającego, gdzie dogrzewana jest parą i w dalszym ciągu pozostaje w toku cyrkulacyjnym.

Wpływ pasteryzacji na właściwości funkcjonalne masy jajowej:

• zdolność pianotwórcza białka ulega wyraźnemu pogorszeniu,

• wydłuża się czas potrzebny do ubicia piany oraz pogarsza jej trwałość

Ujemny wpływ pasteryzacji wynika:

• z działania wysokiej temperatury,

• podwyższonego ciśnienia (w zespołach aparatury pasteryzacyjnej),

• oddziaływań mechanicznych (dających efekt powierzchniowej denaturacji białek).

Określenie skuteczności pasteryzacji - metodą jest test na aktywność enzymu a-amylazy.

Dodatki modyfikujące i ułatwiające proces pasteryzacji

Czas pasteryzacji można wydłużyć bez ujemnego wpływu na cechy funkcjonalne treści jaj przez zastosowanie:

• dodatku 1-2% cytrynianu trójsodowego

• dodatek sacharydów i wielofosforanów oraz enzymów proteolitycznych (papaina, ficyna, bromelaina)

• stabilizacja frakcji białkowej jonami metali

• obniżenie pH

• związki bakteriobójcze - antybiotyki, woda utleniona

Wydajność procesu:

• Na wyprodukowanie 1000kg pasteryzowanej masy jajowej potrzeba ok. 1200 kg jaj w skorupach (wydajność 83%).

• Przy produkcji przetworów dzielonych zużycie surowca wynosi 1250-1260 kg na 1000 kg przetworów płynnych (wydajność ok. 80%)

Produkt po pasteryzacji musi być

• schłodzony

• jak najszybciej zapakowany w warunkach najwyższej higieny

Płynne produkty o przedłużonej trwałości:

• ultrapasteryzacja połączona z aseptycznym pakowaniem

• różne produkty o zmniejszonej zawartości składników lub zawieszonej z dodakami

Elektropasteryzacja - z elektrody (+i -) wytwarza się temperatura i pasteryzuje

Elektroporacja - wpływ pola magnetycznego na niszczenie bakterii

Zamrażalnictwo w przetwórstwie jaj:

• -22 - (-35)*C - temperatura zamrażania

• - 8*C - temperatura produkcji

• Opakowania szczelnie zapakowane

Żółtko ulega żelatynizacji - gumowate po odmrożeniu, aby temu zapobiec dodaje się soli lub cukru.

Suszenie

W produkcji suszonych przetworów z jaj stosowane są techniki:

• suszenie rozpyłowe w wieżach lub w komorach suszarniczych

• suszenie sublimacyjne (liofilizacja)

• na tacach

• inne

Zasady suszenia:

suszenie rozpyłowe jest formą suszenia konwekcyjnego (powietrzno- owiewowego) gdzie czynnikiem doprowadzającym ciepło do suszonego materiału

Temoeraturę powietrza wlotowego i wylotowego należy utrzymywać na stałym poziomie

• wlot 120*C do 175*C

• wylot 52*C

Odcukrzanie - aby zapobiec zmianom (r. Miliarda) wolnej glukozy, co prowadzi do pogorszenia jakości

Zmiany przechowalnicze w wyniku obecności wolnej glukozy

• pogorszenie smau i zapachu

• obniżenie przusczalności

• pogorszenie właściwości funkcjonalnych

Metody odcukrzania białka:

• Fermentacja samorzutna - przetrzymywanie białka przez 2-6 dni w temp 24-30*C, pH 6,25

• Kontrolowana fermentacja bakteryjna - 24h

• Fermentacja drożdżowa - 12h

• Fermentacja enzymatyczna

Kondycjonowanie

Pasteryzacja na sucho - białko w proszku, kilkudniowe (7-10dni) przetrzymywanie w temp. 40*C, tylko białko ocukrowane

Temperatura denaturacji zależy od ilości wody w produkcie - im mniej Wdy tym większa temperatura

5. Przechowywanie

• Do 12 miesięcy

• Temp. 18*C

• Wilgotność 75%

WYKŁAD 5

6.11.2012

Systematyka i podstawy produkcji wyrobów mięsnych

MIĘSO - konglomerat tanek mięśniowej, łącznej, chrzęstnej i kostnej. Proporcja składników może być różna.

Mięso chude:

• Woda 70%

• Białka 20%

• Tłuszcz 3-4%

Krew - produkt uboczny. W plaźmie (osoczu)znajduje się pełnowartościowe białko wykorzystywane w dalszej produkcji np. do wzbogacania szynek.

Schemat technologicznego podziału wyrobów mięsnych:

Wyroby przemysłu mięsnego

• Wyroby tłuszczowe

• Wyroby mięsne

• Półprzetwory (mięso kulinarne)

• Przetwory

• Przetwory bezosłonkowe

• Przetwory apertyzowane (pasteryzowane i sterylizowane)

• Wędliny

• Wędzonki (surowe, gotowane)

• Kiełbasy (parzone, surowe, pieczone)

• Wędliny podrobowe (kiszki, salcesony)

Wędzenie i sterylizacja - pogorszenie strawności

Ogrzewanie do temp. 100*C - poprawa strawności

Im więcej tkanki łącznej - tym mniejsza wartość odżywcza

Peklowanie:

Nitrozoaminy - wolne azotany/ azotyny + aminy = związki rakotwórcze.

Ale to i tak mniejsze zło niż zatrucie jadem kiełbasianym, przed którym broni peklowanie.

Azotany i azotyny, które związały się z mioglobiną nie są już toksyczne - staramy się dodawać tyle mieszanki peklującej aby nie zostawał azotan reztokowy

Związki wiążąc wodę - umożliwiają osiągnięcie wydajności nawet do 200%

Podział kiełbas w zależności od stopnia rozdrobnienia mięsa i tłuszczu

• Homogenizowane- surowce zostały zhomogenizowane, cząstki są niewidoczne na przekroju(parówki)

• Drobno rozdrobniona- surowce zostały rozdrobnione na cząstki poniżej wielkości 5mm

• Średnio rozdrobniona- przeważająca część surowców została rozdrobniona na cząstki o wielkości od 5 do 20 mm

• Grubo rozdrobniona- przeważająca część surowców została rozdrobniona na cząstki powyżej 20 mm

Mięso:

• Ciepłe - godzina po uboju - duża wodochłonność

• Chłodzone

• Mrożone

Wędzenie

• Owiewowe

• Elektrostatyczne

• Stosowanie preparatów dymu wędzarniczego

WYKŁAD 6

13.11.2012

Kształtowanie jakości produktów mięsnych

Czynniki decydujące o jakości mięsa:

• gatunek, typ użytkowy, rasa zwierząt

• metoda chowu i żywienia

• wiek, płeć

• masa przedubojowa

• rodzaj mięśni z których pochodzi mięso

• funkcje jakie pełnią za życia zwierzęcia

Podstawowe kategorie mięsa:

• Mięso białe (drób, jagnięcina, cielęcina, królik)

• Mięso czerwone (wołowina, wieprzowina, baranina)

• Mięso ciemne (dziczyzna)

Skład chemiczny mięsa

• woda 73-75%

• białko 15-23%

• tłuszcze 2-40% (a nawet więcej)

• składniki mineralne do 1,2%

• witaminy

• cholesterol

Tłuszcze

• tkanka tłuszczowa (słonina, łój) ok 80% tłuszczu

• tłuszcz konstytucyjny (zlokalizowany w komórkach mięśniowych, przestrzeni międzykomórkowej oraz w warstwach tkanki łącznej) 1-2% tłuszczu

Jakie mięso wybrać?

• z punktu widzenia dietetycznego lepsze jest chude mięso z młodych zwierząt

• lepszy smak potraw gwarantuje mięso ze starszych osobników (więcej związków wyciągowych, nadających charakterystyczny smak i zapach)

• lepszy smak wykazują potrawy wytworzone przynajmniej w niewielkim stopniu poprzerastanego tkanką tłuszczową- tłuszcz jest nośnikiem smaku i nadaje soczystość

• kolagen w mięsie starych zwierząt zbudowany jest z grubych, silnie powiązanych wiązek i przez to nadaje potrawom twardość

Jakość mikrobiologiczna mięsa i wyrobów mięsnych

surowiecprodukt

• saprofityczne - maksymalnie 10⁶ bakterii tlenowych w 1g

• chorobotwórcze - np. Salmonella nie może być obecna w 10 lub 25g

Źródła zanieczyszczenia mikrobiologicznego mięsa i przetworów

• surowiec

• procesy technologiczne

• przechowywanie

• człowiek

• pomieszczenia

Dlaczego mikroflora dobrze rozwija się w mięsie?

Mięso jest bardzo dobrą pożywką dla mikroorganizmów ze względu na zawartość:

• pełnowartościowych białek

• witamin z grupy B

• tłuszczu

• niektórych substancji mineralnych

• dużej ilości wody

• cukrów

Czynniki wpływające na zanieczyszczenie mikrobiologiczne mięsa

• czynniki przyżyciowe (choroba, zmęczenie, stres, brak odpoczynku przedubojowego)

• miejsce pobrania próby - liczba bakterii w półtuszach, uzyskanych ze zdrowych, świeżo ubitych zwierząt:

• wewnątrz 0-10²jkt/g

• na powierzchni 10³-10⁶jtk/g

• gatunek zwierzęcia

• wołowe 10¹-10⁴ jtk/g

• wieprzowe 10³ -10⁵ jtk/g

• baranie 10² -10⁵ jtk/g

• drobiowe >równe 10⁵ jtk/g

Po 2-3 tygodniach w chłodni nie więcej niż 10⁵ jtk/g

• Pora roku

• zima ok.10³ jtk/g

• lato ok 10⁶ jtk/g

Procesy technologiczne

• zwiększające liczbę drobnoustrojów: rozdrabnianie, mieszanie, przyprawianie

• zmniejszające liczbę drobnoustrojów: ogrzewanie, zabiegi utrwalające (solenie, peklowanie)

Poziom zepsucia lub zagrożenia zdrowotnego:

I. mycie, gotowanie surowców - spadek zepsucia

II. rozdrabnianie, mieszanie - wzrost

III. Zabiegi utrwalające - spadek

IV, przechowywanie - duży wzrost

Mięso rozdrobnione (mielone)

Ogólna liczba bakterii tlenowych : 1,0x10(4)-7,0x10(8) jtk/g

Duże zanieczyszczenie mikrobiologiczne jest wynikiem:

• zniszczenia naturalnej struktury mięsa

• drobnoustroje z powierzchni zostają wymieszane w całą masę mięsną

• napowietrzenia całego układu

Mikroflorą dominującą stają się ziarenkowce z rodz. Micrococcus, wzrasta udział pałeczek z rodz. Pseudomonas

MDOM

Mięso drobiowe oddzielone mechanicznie - jest to rozdrobniona surowa masa (emulsja) mięsno- tłuszczowa otrzymana z elementów tuszek lub całych tuszek patroszonych, przeznaczona jako składnik surowcowy do produkcji przetworów drobiowych poddawanych obróbce cieplnej.

Dotatek 15-20% MDOMu nie pogarsza jakości produktu

Stan mikrobiologiczny MDOM

Przeciętnie ogólna liczba bakterii tlenowych 5,0x10⁶jtk/g

Duża podatność na zepsucie (niska trwałość mikrobiologiczna i szybko postępujące zmiany oksydacyjne) wynikają z:

• dużej zawartości tłuszczu, barwników hemowych, jonów metali

• podwyższonej temperatury

• rozbitej, bardzo drobnej struktury surowca

• natlenienia masy w całej objętości

Czynniki utrwalające mięso i wyroby mięsne

• Czynniki wewnętrzne:

• aktywność wody

• pH

• potencjał redox

• Czynniki zewnętrzne:

• temperatura przechowywania

• atmosfera gazów

• wilgotność względna

• Czynniki produkcyjne:

• dodatek substancji konserwujących

• obróbka cieplna

Trwałość żywności w zależności od wartości pH i aktywności wody:

• pH>5,2 aw>0,95 - warunki nietrwałe (przechowywanie w temp 5*C)

• pH 5,2-5,0 lub aw=0,95-0,91 - przechowywanie w temp,10*C

• pH <5,2 i aw <0,95 lub tylko pH,5,0 lub tylko aw <0.91 temperatura przechowywania 18-20*C

Aktywność wody - miara dostępności wody dla drobnoustrojów

• mięso surowe aw ok. 1

• surowa kiełbasa - niskie aw

Sterowanie aktywnością wody

• suszenie

• zamrażanie

• dodatek substancji chemicznych, wiążących wodę

• regulacja

Produkty suszone tradycyjnie i liofilizowane - obecnie przemysłowo suszone mięso stosowane jest jako dodatek do innych potraw (zupy, sosy w proszku) lub jako produkty przekąskowe („snack food”).

Mrożenie - każdy stopień Celsjusza poniżej 0 powoduje obniżenie aktywności wody.

Chlorek sodu - obniża aktywność wody, polifosforany, cytrynian sodu, kwas askorbinowy- zmiana cech sensorycznych.

Wartość pH

Drobnoustroje najlepiej czują się w pH obojętnym. Wyjątek stanowią bakterie kwasu mlekowego - nie powodują szkód żywności.

Potencjał oksydoredukcyjny - świadczy o właściwościach redukujących lub utleniających

Wymagania mikroorganizmów - TLEN

Miarą potencjału oksydoredukcyjnego jest wartość Eh (V)

Eh=Pt-Pw

Pt-potencjał elektrody tlenowej

Pw- potencjał elektrody wodorowej

Eh=+0,81/-0,42V

Eh charakteryzuje właściwości redukujące lub utleniające żywności

Temperatura przechowywania

Podział drobnoustrojów ze względu na ich temperatury kardynalne wg ICMSF

• >75*C - brak rozwoju

• 45 - 75*C - termofile

• 5 - 45*C - mezofile

• -1 - 5*C - psychrofilne, kriotolerancyjne

• -1 - -18*C - kriotolerancyjne, drożdże, pleśnie

• < - 18 - brak rozwoju

Psychrofile - optymalna temp. 12 do 15, minimalna -5 do 5, maksymalna 12 do 20

Psychrotrofy - optymalna temp. 25 do 30, minimalna -5 do 5, maksymalna 30-35

Rozkład gnilny mięsa w temp. 25-40*C

powierzchnia: tlenowce, później względne beztlenowce względne beztlenowce (enterokoki)C.perfringensC.sporogenes

Wyraźne oznaki zepsucia pojawiają się, kiedy liczba bezwzględnych beztlenowców dochodzi do 10(8) komórek/g. Pojawiają się wtedy następujące zmiany:

• tkanka mięsna staje się gąbczasta, porozrywana

• barwa zmienia się z czerwonej na fioletową

• powstają produkty rozkładu gnilnego: indol, skatol, siarkowodór, merkaptan i diaminy

Rozkład gnilny mięsa w temp. poniżej 20*C

• rozwój drobnoustrojów mezofilnych jest coraz powolniejszy

• rozwijają się psychrofilne Pseudomonas

• tlenowe pałeczki Proteus, Achromobacter

• tlenowe laseczki Bacillus mycoides, Bacillus cereus

Chłodzenie

• Rozwój mikroflory w warunkach chłodniczych

• Pleśnie (Thamnidium, sporotrichium, cladosporium)

• Bakterie (przy większej wilgotności)

• różnorodna mikroflora w miarę upływu czasu zaczynają dominować: Pseudomonas, Moraxella, Alcaligenes, Acinetobacter

• zepsucie powierzchniowe

Zamrażanie

ze względu na wrażliwość drobnoustrojów na temperatury subminimalne ujemne można je podzielić następująco:

• przeżywające wszystkie warunki mrożenia i rozmrażania, np. spory, paciorkowce, mikrokoki

• niewrażliwe na proces zamrażania, lecz wymierające w czasie przetrzymywania w stanie zamrożenia

• wrażliwe na zamrażanie i zamierające podczas przechowywania w zamrożeniu

• ginące w czasie mrożenia, niezależnie od warunków środowiska

Trwałość mięsa rozmrożonego

• drobnoustroje rozmrożone, na skutek wysuszenia, stają się bardziej ciepłooporne, dotyczy to zwłaszcza przetrwalników bakterii i zarodników pleśni

• przeważnie w mięsie rozmrożonym ilość wody wolnej jest większa, co stwarza dobre warunki dla rozwoju zawartej w nim mikroflory- mięso rozmrożone szybko się psuje

• jeśli po rozmrożeniu mięso jest suche, jego trwałość jest taka jak mięsa chłodzonego

• mięso rozmrożone nie może być powtórnie zamrażane

Obróbka termiczna

Inaktywacja mikroorganizmów

Inaktywacja (nie zabijanie mikroorganizmów) podczas obróbki cieplnej konserw zachodzi w zakresie temperatur letalnych :

• od 50*C podczas ogrzewania do 50*C podczas chłodzenia (proces pasteryzacji)

• od 90*C podczas ogrzewania do 90*C podczas chłodzenia (proces sterylizacji)

W warunkach stresowych bakterie zmieniają się w formę przetrwalnikującą, mogą tak być kilka lat, a w sprzyjających warunkach powracają do formy wegetatywnej. Przetrwalniki nie służą rozmnażaniu, a jedynie przetrwaniu, gdyż każda komórka może wytworzyć w swym wnętrzu tylko I przetrwalnik

forma wegetatywnawarunki niesprzyjającesporawarunki sprzyjająceforma wegetatywna

Zdolność do wytwarzania endospor (przetrwalników) ma tylko mała grupa bakterii. Są to bezwzgldne lub względne tlenowe bakterie z rodzaju Bacillus, Sporosarcina oraz bezwzględne beztlenowe z rodzaju Clostridium.

Obróbka cieplna

Dodatni wpływ procesów ogrzewania na strawność mięsa:

• rozluźnienie struktury komórkowej

• termohydroliza kolagenu

• denaturacja białka

Zmiany zachodzące w mięsie pod wpływem temperatury:

• 35-40*C - początek I etapu powstawania wycieku cieplnego, początek twardnienia mięsa

• 40-50*C - zakończenie I etapu powstawania wycieku cieplnego

• 55-60*C - początek II etapu powstawania wycieku cieplnego

• 60-70*C - zmiany barwy mięsa, wzrost kruchości mięsa

• 70-80*C - twardnienie mięsa, straty aminokwasów siarkowych

• 80-90*C - straty przyswajalności aminokwasów siarkowych, straty przyswajalności lizyny i innych aminokwasów, wykształcenie smakowitości, straty węglowodanów

Negatywny wpływ dużej dawki ciepła na produkty mięsne

• zwiększenie ilości wycieku cieplnego

• straty witamin (zwłaszcza B1)

• obniżenie wartości odżywczej (np. straty lizyny)

• pogorszenie cech sensorycznych

• koszty

Wykład 7

20.11.2012

Techniczne aspekty przetwarzania mięsa

Klasyfikacja tusz wołowych

Pomiar i przynależność do 5 klas (na życzenie na 6)

• klasa S - 60% mięsa

• klasa P - 40% mięsa

Od umięśnienia doskonałego do słabego i od otłuszczenia małego do bardzo dużego

Wspólnotowa skala klasyfikacji tusz: w odniesieniu do tusz z bydła dojrzałego tj. o masie powyżej 300kg.

Dział Rozbioru

• przy wychładzalniach poubojowych

• temperatura pomieszczenia max. 12*C

• temperatura podczas rozbioru i wykrawania max. 7*C

Cel rozbioru: uzyskanie określonych elementów przeznaczonych do przetwórstwa lub do sprzedaży

Rozbiór/wykrawanie tusz/półtusz/ćwierćtusz - wyposażenie techniczne działu rozbioru i wykrawania

Ze stali kwasoodpornej z elementami z tworzywa sztucznego:

• stoły rozbiorowe

• krótkie lub półautomatyczne linie rozbiorowe

• piły taśmowe i tarczowe

• noże tarczowe

• noże ręczne

• wózki transportowe

• pojemniki plastikowe

• wagi

• odbłoniarki/odskórowaczki

• odmięśniarkki kości (separatory)

Rodzaje rozbiorów w zależności od zastosowanej techniki

• zmechanizowany

• niezmechanizowany

Wykrawanie na mięso drobne

• odkostnienie części zasadniczych

• podział mięsa bez kości na klasy

• podział tłuszczów (tkanek tłuszczowych) surowych do przetwórstwa i wytopu

Klasyfikacja mięsa drobnego

• 4 klasy jakościowe mięsa wieprzowego: I, IIA, IIB, III, IV - podstawa klasyfikacji: zawartość tłuszczu zewnętrznego, przetłuszczenie śródmięśniowe i śródtkankowe, zawartość ścięgien i węzłów chłonnych

• 4 klasy jakościowe mięsa wołowego: I, II, III, IV - podstawa klasyfikacji: zawartość tłuszczu, ścięgnistość, barwa

• 3 klasy jakościowe mięsa cielęcego: I,II,III - podstawa klasyfikacji: zawartość tkanki łącznej, barwa, zawartość tłuszczu

Mechaniczne odmięśnianie kości

• separatory max. 2 godziny od wykrojenia

• kierunki wykorzystania masy tłuszczowo- białkowej:

• zastosowanie do produkcji przetworów bezpośrednio po uboju

• schłodzenie poniżej 4*C

PRODUKCJA WĘDLIN

Wędliny

• wędzonki

• kiełbasy

• wyroby podrobowe

• produkty blokowe

1. Metody peklowania

• suche (nacieranie)

• mokre (zalewowe, nastrzykowe, mieszane)

• mieszane

Rodzaje nastrzyku mięsa solanką

• doarteryjny (dotętniczy) do szynek lub łopatek nieodkostnionych: ciśnienie solanki max. 0,25MPa (2,5atm.)

• domięśniowy - bezpośrednio do mięsa

Baseny peklownicze do suchego peklowania - układa się w nim obsypane mieszanką peklującą wędliny

Wchłanianie solanki zależy od:

• temperatura solanki (im mniejsza tym lepiej)

• powierzchnia wchłaniania

Tenderyzatory - do wzrostu kruchości - nacina się na powierzchnie, duża powierzchnia wchłaniania do wiązania składników solanki.

2. Masowanie = plastyfikacja = mechaniczna obróbka mięsa, następująca poprzez osypywanie i ocieranie się jego kawałków (całe mięśnie, elementy mięśni, mięso drobne) w temp. <7*C

Cel masowania:

• równomierne rozprowadzenie mieszanki peklującej w mięsie

• zwiększenie zdolności wiązania wody przez mięso

• wyrównanie barwy mięsa

• dobre związanie mięśni i ich fragmentów w wyrobie gotowym (ekstrakcja białek, głównie miofibrylarnych- lepiszcze)

• uzyskanie właściwej kruchości wyrobu gotowego

Masownice o różnej pojemności

• Bębnowe - kawałki mięsa są zabierane do góry za pomocą wbudowanych przegród podczas obrotów bębna, przemieszczając się w dwóch płaszczyznach:poziomej, pionowej

• mieszadłowe- w zamocowanym na stale bębnie obraca się jedno lub kilka mieszadeł o różnych kształtach (czworokątne, wiosłowe, łopatkowe) zalecane do małych kawałków mięsa

3. Rozdrabnianie - po dział surowca na części pod wpływem działania sił mechanicznych

• kostkownica

• wilk

• kuter

• młynek koloidalny

4. Mieszanie - wydzielona część procesu przetwarzania surowców

• działanie mieszarek polega na przesuwaniu warstw mięsa lub farszu względem siebie chaotycznie, w płaszczyźnie pionowej i poziomej

• dokładne wymieszanie farszów do wędlin, wyrobów wędliniarskich i konserw z mięsa rozdrobnionego

5. Nadziewanie

• napełnianie farszem (kawałkami mięsa, całymi mięśniami) osłonek do wędlin lub opakowań blaszanych i szklanych

Podział nadziewarek próżniowych ze względu na rodzaj podajnika farszu

• podajnik ślimakowy

• podajnik łopatkowy

6. Wędzenie + obróbka termiczna

• wędzenie owiewowe - obróbka przetworów spożywczych, podczas której na produkt działają związki chemiczne zawarte w dymie wędzarniczym oraz ciepło

Działanie podstawowych związków chemicznych, wchodzących w skład dymu wędzarniczego na wędzony produkt

• konserwowanie

• mikrobiologiczne - aldehydy, kwasy, fenole np. formaldehyd, kwas octowy i mrówkowy

• przeciwutleniające - fenole i ich związki np. aldehydy, kwasy

• aromatyzowanie- fenole, związki karbonylowe (gwajakol)

Rodzaje wędzenia tradycyjnego- owiewowego

• zimne 12*C-22*C

• ciepłe 25*C-45*C

• gorące 35*C-90*C

7. Parzenie wędlin

• gorące suche powietrze (komora wędzarniczo- parzelnicza. wilg wzgl>100*C),

• para wodna (wilg wzgl 100*- ogrzewanie konwekcyjne),

• woda

70 - 72*C dogrzewanie - stopień dogrzania reguluje temperatura i cza sogrzewania

WYKŁAD 8

27.11.2012

Zarys technologii piekarstwa

Podstawowe surowce w technologii PIEKARSTWO:

• Woda

• Sól

• Drożdże

• Mąka

• Wyciąg mąki:

• Rodzaje mąki

• Skład chemiczny

• Barwa

• Właściwości technologiczne

• Zachowanie się w procesie produkcji

Mąka - nazwa zboża z którego została otrzymana, typ mąki, nazwa handlowa

Typ mąki - zawartość popiołu w g na 100kg mąki (typ 500- mąka o zawartości 0,5% popiołu, typ 2000- mąka o zawartości 2% popiołu). Ok. 2% substancji mineralnych w ziarnie - dlatego nie może być typ mąki większy od 2000- mąka pełnoziarnista

Granulacja mąki - stopień rozdrobnienia 0,1- 250 μm - wpływ na zachowanie podczas wyrobu ciasta, na wchłanianie wody. Szybciej chłonie wodę mąka o mniejszej granulacji.

• Krupczatka (500) ma większe cząsteczki niż pszenna zwykła np. poznańska (500).

Wyciąg mąki - ilość mąki otrzymana ze 100kg ziarna. Im wyciąg większy, tym mąka ciemniejsza (ciemna - wysokowyciągowa).

• Mąka tortowa (typ 450) - najjaśniejsza

Barwa mąki - zależna od wyciągu: mąka ciemna- wyższy wyciąg

Skład chemiczny mąki (zależy od stopnia wyciągu):

• W miarę zwiększania wyciągu rośnie zawartość białka (warstwa aleuronowa), błonnika, tłuszczu, popiołu, a zmniejsza się zawartość węglowodanów

Ziarno wg udziału

• Bielmo - skrobia (ponad 90%)

• Warstwa aleuronowa - Wit. E, B, kwas fitynowy, przeciwutleniacze, białko, błonnik

• Warstwa nasienna i owocowa (zewnętrzne) - Celuloza, lignina, substancje przeciwutleniające

• Zarodek - nienasycone kwasy tłuszczowe, Wit. E, B, sterole roślinne

Sacharydy (cukry):

• Skrobia (ok. 50%)

• Oligosacharydy (sacharoza i maltoza) (ok. 1,5%) - ważne w pierwszym etapie fermentacji, pożywka dla drożdży

• Heksozy (fruktoza, glukoza) (<1%) - ważne w pierwszym etapie fermentacji, pożywka dla drożdży

• Pentozy (arabinoksylany- pentozany) - wpływają na własności technologiczne (najwięcej w życie i pszenicy)

Skrobia - jest substratem w czasie fermentacji (po hydrolizie), wiąże wodę i tworzy się struktura miękiszu

Oligosacharydy i heksozy- na początku są wykorzystywane w fermentacji, najpierw heksozy, potem oligosacharydy.

Pentozy- wpływają na właściwości reologiczne ciasta

Białka:

• Albuminy i globuliny - niska masa cząsteczkowa, łatwo rozpuszczalne w wodzie, łatwo strawne, przyswajalne

• Prolaminy (gliadyna) i gluteliny (glutenina) - zapasowe - wykorzystywane przy kiełkowaniu, wzroście nowej rośliny

• Gluten (gliadyna + gluteina + woda) - nie występuje w zbożu, powstaje w mące, kiedy wytwarza się ciasto

Inne:

• Tłuszcze

• Błonnik

• Sole mineralne ok. 2%

• Barwniki (karoten- w pszenicy twardej durum- do makaronów)

• Witaminy (głównie z grupy B)

Skrobia:

• Amyloza i amylopektyna (1:3, 1:4)

• Budowa chemiczna (amyloza: 1000- pszenica do 4000- kukurydza jednostek glukozy, amylopektyna: 2000000 jednostek glukozy)

• Właściwości fizykochemiczne:

• Wodochłonność (temperatura, w temp. pokojowej nie chłonie wody)

• Kleikowanie (wzrasta lepkość)

• Hydroliza skrobi (fermentacja)

• Fermentacja ciasta- rola skrobi

60^oC - początkowa temperatura kleikowania, wzrasta lepkość

Ok. 70^oC - max temp. kleikowania, potem lepkość gwałtownie spada

Zawartość białka w ziarnie

• Zależy od odmiany zboża - 6-15%

• zawartość białka w ziarnie ściśle związana jest z zawartością glutenu w cieście (im więcej białka tym więcej glutenu)

• odmiany klasyfikowane przez COBORU(centralny ośrodek badania roślin uprawnych) jako chlebowe powinny zawierać nie mniej jak 12% białka w suchej masie

• ziarno skupowane przez ARR musi zawierać minimum 10,5% białka (cele paszowe)

Podział białek

• w zależności od funkcji biologicznych :

• białka biologicznie czynne (w zewnętrznych częściach ziarna, zarodek - albuminy i globuliny)

• białka biologicznie nieczynne (w warstwach centralnych - gliadyny i gluteliny)

• w zależności od składu

• białka proste,

• białka złożone

Udział białek

• Ziarno pszenicy zawiera więcej białek niż ziarno żyta

• Żyto zawiera więcej albumin niż pszenica

• Tyle samo globulin

• Prolamin więcej w pszenicy niż w życie

• Glutelin tyle samo

Żyto jest cenniejsze pod względem żywieniowym ale nie tworzy glutenu

GLUTEN - połączenie gliadyny i gluteniny w środowisku wodnym (przy wytwarzaniu ciasta)

Glutenina + gliadyna + woda = gluten

Zdolności glutenu:

• zdolność hydratacyjna 200-250%

• lepkosprężyste właściwości (rozciągliwość, elastyczność, sprężystość)

• zdolność do zatrzymywania gazów

Rozpływalność glutenu - zmiana średnicy kulki glutenu umieszczonej w termostacie w temperaturze 30^oC. Większa wartość rozpływalności - gorsza jakość glutenu.

Liczba glutenowa

• za mała - do ciastek

• za duża - do makaronów

Liczba sedymentacyjna - ocena jakości. Roztwór mąki w rozpuszczalniku, napęczniałe cząstki mąki się osadzają i mierzy się osad - skorelowane z ilością białek gluteinowych. Im większa liczba tym więcej i lepszy jakości białka gliteinowe.

Wskaźnik sedymentacyjny kształtuje się od 7 w ziarnie pszenicy paszowej o niskiej jakości glutenu, do ok 75 w pszenicy o bardzo dobrym glutenie. Mąka na cele wypiekowe powinna pochodzić z pszenicy o wskaźniku sedymentacyjnym co najmniej 22.

Pentozany - pentozy połączone w łańcuchy polimerów:

• Właściwości fizykochemiczne:

• Duża lepkość dyspersji (nie rozpuszczają się w wodzie, a tworzą dyspersję. Dyspersja rozprasza wiązkę światła, a roztwór przepuszcza.)

• Tworzenie żelów (pod wpływem O₂ lub czynników utleniających)

• Wiązanie wody (duża wodochłonność, 1g- 15g wody)

• Rola w piekarstwie:

• Ciasto pszenne 1,5 %

• Ciasto żytnie 3%

• Budowa chemiczna:

• Łańcuch arabinoksylanów

• Kwas ferulowy (jeden z kwasów fenolowych, zaliczany do substancji o charakterze przeciwutleniającym, zboża są jednym z ich źródeł)

Pentozany łączą się w długie łańcuchy - przestrzenna struktura - duża lepkość dyspersji. Jest ich mało, ale wiążą dużo wody, wpływają na właściwą strukturę ciasta.

Rozmieszczenie wody między składnikami chemicznymi ciasta

• białko 32% (2,2g)

• skrobia

• nieuszkodzona 26% (0,4g)

• uszkodzona 19% (2g)

• pentozany 23% (15g)

Enzymy

• amylazy - enyzmy amylolityczne

• alfa i beta amylazy (alfa bardziej stabilna termicznie, ale wrażliwa na pH)

• sposób działania

• właściwości fizykochemiczne (temperatura, pH)

• proteazy - enzymy proteolityczne

• endo- egzoproteolityczne (endo-ważniejsze)

• lipazy- enzymy lipolityczne

• arabinoksylanazy (enzymy pentozanolityczne)

• Wartość wypiekowa mąki - zdolność mąki do wytwarzania gazów podczas fermentacji i ich zatrzymywania (wytwarzanie struktury) podczas końcowej fermentacji i wypieku

• stopień rozdrobnienia mąki

• ilość i właściwości glutenu

• cechy skrobi (stopień uszkodzenia podczas przemiału)

Odpowiednia aktywność enzymów amylolitycznych, odpowiednie warunki - wytwarzanie gazów

Skrobia uszkodzona - łatwiej rozkładana przez enzymy - szybsza fermentacja

Wytwarzanie gazów - układ skrobiowo - amylolityczny

Zatrzymywanie - jakość, ilość glutenu, układ białkowo - Proteolityczny

Ocena mąki

• wilgotność, popiół

• zawartość i jakość glutenu (liczba glutenowa)

• liczba opadania wg Hagberga

• kwasowość mąki

• barwa mąki próba Pekara

• granulacja mąki- analiza sitowa (mąki z systemu aspiracyjnego)

• badania aparaturowe (amylografm, farinograf, miksograf)

• szkodniki (np. rozkruszek)

• próbny wypiek

Dobór surowca:

• Przemysł zbożowo- młynarski:

• Warunki klimatyczne, zmienność cech jakościowych

• Niestabilność i różnorodność odmian

• System kontraktacji i skupu

• Liczba producentów, rozproszenie

Jakość pszenicy - odmiany:

Słabe odmiany należy wzmacniać, mocne osłabiać (inne środki polepszające).

Postępowanie technologiczne

• sporządzanie ciasta

• receptura, jakość surowca

• wstępne przygotowanie surowców lub półwyrobów

• mieszanie różnych jakościowo surowców, przesiewania itp.

• czas miesienia

• intensywność miesienia

• fermentacja

• receptura, jakość surowca

• czas

• temperatura

• wypiek

• receptura, wymagania konsumenta

• czas

• temperatura

• zaparowanie komory wypiekowej

Przygotowanie ciasta pszennego i żytniego

• różny sposób przygotowania

• odmienny sposób tworzenia się ciasta - różnice w składzie chemicznym mąki pszennej i żytniej

• mąka żytnia - większa ilość substancji śluzowych (pentozanów) uniemożliwiających wytworzenie glutenu (elementu strukturotwórczego w cieście pszennym), pentozany szybko chłoną wodę i glutenina i gliadyna nie mogą połączyć się w gluten

CIASTO PSZENNE

podstawowy element strukturotwórczy - gluten

• metoda bezpośrednia- jednofazowa

• metoda pośrednia- dwufazowa

Ciasta pszenne- metody wytwarzania

Metoda bezpośrednia - wytworzenie ciasta z wszystkich surowców i poddanie ciasta fermentacji:

• Przygotowanie i dozowanie surowców

• Przesiewanie mąki:

• Utlenienie -SH, wzmocnienie układu białkowego- proteolitycznego

• Oczyszczenie

• Wytwarzanie- miesienie ciasta

• Fermentacja ciasta (1- 3h, 28- 30^oC)

• Przebijanie ciasta (CO₂- usunięty produkt, który hamuje szybkość fermentacji) (1- 3 razy) (jakość glutenu, więcej przebić jak mąka jest dobra jakościowo)

• Dzielenie na kęsy i formowanie

• Leżakowanie (fermentacja końcowa) ciasta- 30 minut

• Wypiek (ok. 30 minut- pieczywo pszenne)

Komora wypiekowa wysycona parą wodną (by skórka była elastyczna)

Metoda pośrednia - wytworzenie tzw. rozczynu (podmłody) i przerobienie go na ciasto właściwe:

• Przygotowanie rozczynu:

• Wielkość rozczynu (30- 70% mąki, drożdże) (jakość mąki- jeżeli jakość jest dobra to rozczyn przygotowuje się z większej ilości mąki bo podczas fermentacji osłabiona zostaje struktura)

• Fermentacja rozczynu 3 - 4 h (26 - 28^oC)

• Wytwarzanie ciasta (reszta składników przewidzianych recepturą)

• Fermentacja ciasta (0,5 - 1 h) 27 - 30^oC

• Wypiek

CIASTO ŻYTNIE:

• Stosunek gliadyny do gluteniny 2:1

• Występowanie pentozanów: 10 - 15 (g/g wodochłonności)

• Struktura ziarnista

Elementem strukturotwórczym są speptyzowane białka, ze śluzem tworzą roztwór o dużej lepkości.

Rozrost ciasta żytniego - wytwarzanie struktury piankowej, w której w płynie o dużej lepkości zawieszone są pęcherzyki CO₂. W celu zapobiegania nadmiernej lepkości należy zhydrolizować substancje śluzowe przez zakwaszenie ciasta.

Tradycyjne metody prowadzenia ciast żytnich - wykorzystanie różnych rodzajów rodzimych drobnoustrojów mąki, tj. drożdży i bakterii kwasu mlekowego. Najbardziej pracochłonna i czasochłonna jest dająca najlepsze rezultaty, tradycyjna metoda sześciofazowa.

Produkcja ciasta żytniego - kilka faz, stworzenie optymalnych warunków dla rozwoju i nagromadzenia się drobnoustrojów (regulacja temperatury, konsystencji, stopnia napowietrzenia i czasu fermentacji).

Zakwaszanie ciasta żytniego - naturalne bakterie kwasu mlekowego - Samoczynne zapoczątkowanie fermentacji - kwas mlekowy.

Fermentacja wielofazowa:

• Zaczątek (zakwas) - największe ilościowe nasycenie drożdżami bakteriami kwasu mlekowego. Podczas produkcji ciągłej stanowi część przedostatniej fazy fermentacyjnej z poprzedniego procesu.

• Przedkwas - faza ożywienia i rozmnożenia drobnoustrojów, szczególnie drożdży. Luźna konsystencja (190-210) i temperatura 24-26oC, fermentacja 5-9 godz.

• Półkwas - faza rozmnażania obydwu rodzajów drobnoustrojów, szczególnie jednak bakterii kwasu mlekowego, którym sprzyja bardziej "sztywna" konsystencja (160-165) i temperatura 26-28oC, fermentacja 5-6 godz.

• Kwas - faza rozwoju drożdży i bakterii kwasu mlekowego, przy przewadze tych pierwszych. Konsystencja fazy 190-200, temperatura 28-30oC, fermentacja 3 godz. . Po zakończeniu fermentacji z kwasu pobiera się jego część jako zaczątek. Z reszty kwasu - ciasto.

• Ciasto właściwe - ostatnia faza - dodanie reszty mąki przewidzianej w recepturze (około 45-65%) do dojrzałego kwasu. Konsystencja 160-170, temperatura 28-30oC, fermentacja ok. 30 min. Do ciasta dodaje się sól.

Stopień zakwaszenia - zależny od ilości mąki użytej do sporządzenia wszystkich faz fermentacyjnych poprzedzających ciasto.

Ze względu na dużą pracochłonność wielofazowych metod zastępuje się je metodami szybszymi, z pominięciem niektórych faz.

WYKŁAD 9

4.12.2012

Makarony

Charakterystyka surowców używanych do produkcji MAKARONÓW:

• pszenica makaronowa - gatunek Triticum Durum (w Polsce nie jest używana)

• pszenica zwyczajna - gatunek Triticum Aestivum, ssp. Vulgare

• inne dodatki (masa jajeczna, przyprawy, kurkuma, warzywa: pomidory, marchew, szpinak)

• woda

Wartość odżywcza makaronu;

• źródło energii 330-389 kcal/ 100g,

• węglowodany 70-78%,

• białka (11-12,8%) - niska wartość biologiczna, spożywać z produktami bogatymi w białko (nabiał, mięso),

• szczególnie wartościowe razowe (z mąki z pełnego przemiału, z dodatkiem mąki gryczanej, wit. B₁ i magnez),

• makarony razowe, kukurydziane - grupy dietetyczne

Zakaz barwienia makaronów (dodawanie kurkumy do makaronu)

Pszenica Durum - pszenica tetraploidalna o 28 chromosomach zebranych w genomach AA BB

Pszenica zwyczajna - pszenica heksaploidalna o 42 chromosomach w genomach AA BB DD,

Wymagania dla mąki do produkcji makaronu

• popiół <0,5%

• mokry gluten >33%

• białko ogólne >12%

• cechy reologiczne

• wodochłonność 55%

• stałość ciasta 17 minut

• alweograf

• W>270

• P/L>0,9

• Liczba opadania 280 s

• Ogólna liczba drobnoustrojów/g <60,000 (100,000)

• Salmonella w 25g- nieobecna

• Coliform spp/1g <100

• Staphylococcus/1g <25

• Pleśnie /1g <1000

• Drożdze /1g <1000

W Durum więcej karotenu i białka.

Różnice genetyczne determinują skład i cechy technologiczne ziarna.

Klasyfikacja Durum;

• hard amber durum (twarda bursztynowa) ponad 75% ziaren szklistych,

• amber durum 60-76% ziaren szklistych,

• durum poniżej 60% ziaren szklistych

Barwa makaronu i czynniki kształtujące ją;

barwa makaronu

• cechy odmianowe surowca (karotenoidy, okrywa, stopień rozdrobnienia, czystość przemiału)

Przemiany barwne w procesie produkcji;

• lipooksygenazy (rozkład karotenoidów),

• polifenolooksydazy (brązowienie enzymatyczne),

• hydrolazy i dostarczanie substratu do reakcji barwnych,

Czynniki technologiczne;

• Ciepło (30- 35 najlepiej działają enzymy)

• wilgotność,

• dostępność tlenu,

• pH środowiska,

• intensywność obróbki mechanicznej (ciśnienie, matryce, warunki suszenia)

Czynniki wpływające na jakość;

• stopień rozdrobnienia mąki (wyrównana granulacja) - lepiej większe cząstki)

Warunki formowania makaronu;

• wilgotność ciasta 28-32 % (formy o prostym kształcie 28%, rurki, kształty fantazyjne 32%),

• temp ciasta 42-45^oC

• konieczność uwzględnienia aspektu mikrobiologii, aktywności enzymatycznej i cech reologicznych,

• mieszanie i tłoczenie próżniowe (0,65-0,80at)

• rola tlenu w procesach enzymatycznych i obecność powietrza na wytrzymałość mechaniczną makaronu,

• reologiczne podstawy procesu tłoczenia - szybkość hydratacji składników cista, charakter związania wody przez białka i skrobię, przepływ lepki, sprężystość,

Czynniki wpływające na decyzję o szybkości suszenia makaronu;

• do szybkiego suszenia skłania nas:

• podatność wilgotnego ciasta na rozwój mikroorganizmów (optymalna temp 30-35^oC), (kwaśne makarony),

• podatność wilgotnego i ciepłego ciasta na procesy enzymatyczne,

• brązowienie enzymatyczne (hydrolazy i polifenolo-oksydazy- tyrozynowe),

• rozkład barwników karotenoidowych (lipazy, lipooksygenazy),

• do wolnego suszenia skłania nas;

• ubytek wilgoci i zmiana temperatury zachodzące podczas suszenia powodują w makaronie skurcz liniowy i objętościowy (przy spadku wilgotności z 32 do 12% nawet do 7%),

• nierównomierny w przekroju skurcz powoduje wewnętrzne naprężenia, których efektem może być;

• deformacja kształtu (ciasto wilgotne - powyżej 20% wody),

• popękanie a nawet fragmentacja makaronu (przy wilgotności poniżej 18%),

Równanie wyznaczające kinetykę suszenia

-dQ = KQFdt

-dQ - ilość odparowanej wody, różnica pomiędzy zawartością wolnej wody w chwili rozpoczęcia etapu suszenia (Q_o) a zawartością wody po zakończeniu etapu suszenia (Q₁) (%)

K - stała, określana doświadczalnie. Dla makaronu =0,2

Q - różnica pomiędzy całkowitą zawartością wody w produkcie, a wilgotnością równowagową produktu (%)

Dt - czas suszenia (h),

F - powierzchnia produktu na jednostkę jego suchej substancji (m²/kg). Jest ona zależna od kształtu i rozmiarów makaronu. Wyższe wartości występują przy wyrobach drobnych, rurkach o cienkich ściankach

20-18% przedział pomiędzy właściwościami plastycznymi a sprężystymi

50-60^oC - aktywacja: oksydazy, hydrolazy - rozkład karotenoidów

61-70^oC - aktywacja: ၡ-amylaza, lipooksygenaza; inaktywacja: β-amylaza - rozkład barwników

80^oC - inaktywacja enzymów i mikroorganizmów

Czynniki wpływające na efektywność suszenia - F, lepiej suszyć płaski makaron, powierzchnia większa w stosunku do zawartej wewnątrz masy wody

Suszenie wysokotemperaturowe:

warunki:

• temp do 120^oC,

• wysoka wilgotność względna powierzchni,

• krótki czas 3-4 h

Zalety;

• czystość mikrobiologiczna,

• inaktywacja enzymów,

• wytrzymałość mechaniczna,

• poprawa cech kulinarnych,

Wady:

• brązowienie nieenzymatyczne,

• komputerowa kontrola i sterowanie procesem,

• brak możliwości technologicznego wykorzystania zwrotów.

Czynniki wpływające na cechy kulinarne:

• Cechy surowca:

• surowiec Durum - Vulgare

• Wysoka zawartośc białka (13 - 14 %)

• Wyższy udział białek glutenowych

• Operacje technologiczne:

• Dodatek monoglicerydów (podniesienie temperatury kleikowania skrobii)

• Dodatek soli

• Suszenie HTST

• Wkładki teflonowe

• Twardość wody

EKSTRUZJA

Preparowane produkty zbożowe (RTE)

Technologia produkcyjna

• tradycyjna,

• ekspandowania,

• ekstruelowania,

Surowce;

• Podstawowe: ziarno zbóż i jego fragmenty

• Dodatki technologiczne;

• słód,

• cukier,

• sól,

• barwniki,

• aromaty,

• Dodatki wzbogacające:

• Witaminy

• sole mineralne,

Zalety preparowanych produktów zbożowych;

• niski koszt wytworzenia,

• wygoda w użyciu,

• bogactwo asortymentowe,

• walory żywieniowe- dietetyczne,

Możliwość oddziaływania na cechy produktów ekstradowanych;

• dobór surowca (kukurydza, ryż, pszenica, owies), reakcja; amylaza- amylopektyna, granulacja surowca, szklistość twardość,

• dodatki technologiczne (tłuszcze, węglowodany, białka, sole, zmiana kwasowości środowiska),

• zmiana parametrów procesu (temp, obroty ślimaka, wilgotność),

Wymagania jakościowe wobec surowca - ścisły związek z przeznaczeniem

Produkty ekspandowane i ekstradowane:

Cechy fizyczne:

• struktura bielma, charakterystyka okrywy,

• ryż +++,

• kukurydza ++,

• pszenica durum ++,

• pszenica miękka +ိ,

• pszenżyto +ိ,

• żyto +ိ ိ,

• owies -,

• twardość, szklistość, wielkość cząstek,

Skład chemiczny;

• zawartość wysokocząsteczkowych węglowodanów,

• proporcje amylozy do amylopektyny,

• zawartość białka, jego charakterystyka jakościowa,

• zawartość tłuszczu,

• kwasowość środowiska,

Shredded wheat; pszenica miękka

Makaron instant; szybkogotujący

Zmiany zachodzące podczas ekstruzji;

• Skrobia

• kleikowanie

• degradacja do związków niskocząsteczkowych,

• tworzenie kompleksów z innymi składnikami,

• białka

• denaturacja,

• wzrost przyswajalności,

• niszczenie struktur 2 i 3 -rzędowej,

• reakcja Maillarda,

• lipidy

• niska zawartość,

• wchodzenie w kompleksy z polisacharydami i białkami,

• enzymy

• inhibitory enzymów trawiennych,

• inaktywacja,

• witaminy

• głównie z grupy B- odporne na wysoką temperaturę (zachowanie do ok. 70%),

• inne witaminy witaminizacja po ekstruzji,

• czystość mikrobiologiczna

• zniszczenie form wegetatywnych drobnoustrojów,

• formy przetrwalnikowe bez szans wykiełkowania,

• przemiany barwne

• karmelizacja,

• reakcje Maillarda,

• cechy fizyczne

• kształt,

• struktura przestrzenna,

• tekstura,

Przykłady stosowania ekstruzji;

• pasze dla zwierzat hodowlanych,

• pokarm dla ryb,

• produkty śniadaniowe, przekąskowe,

• produkty dietetyczne; wysokobłonnikowe, bezglutenowe, niskosodowe, (odżywki dla dzieci),

• półprodukty dla innych przemysłów (zagęszczacze do zup),

Cele przemysłowe:

• materiały opakowaniowe biodegradowalne i termoizolacyjne,

• substraty do produkcji etanolu,

WYKŁAD 10

11.12.2012

Koncentraty spożywcze

Żywnośc nowoczesna:

• Żywność wygodna (Convenient ford)

• Żywność gotowa do spożycia (Fast ford)

• Żywność przekąskowa (Snack ford)

• Żywność zmieniona (Engeering Ford (food engineering))

Żywność wygodna - KONCENTRATY:

• Dostępna

• Trwała

• Łatwa w transporcie

• Szybka w użyciu

Żywność wygodna - każdy produkt spożywczy przetworzony w sposób redukujący konieczność dodatkowej obróbki przez końcowego użytkownika, Żywność gotowa do: obróbki wstępnej, kulinarnej, technicznej, podgrzania, spożycia, gotowa do podania

Koncentraty spożywcze - środki żywności zabezpieczone przed zepsuciem przez odwodnienie, czyli usunięcie wody. Do wilgotności równowagowej różnej dla każdego produktu (2-15%)

Aktywność wody - stosunek prężności par nad produktem do prężności par rozpuszczalnika

• Jest miarą zawartość wody wolnej produktu

• Jest wskaźnikiem stabilności i bezpieczeństwa mikrobiologicznego produktu

Wymagania stawiane produktom suszonym:

• Odpowiedni poziom zawartości wody

• Małe zmiany barwy, smaku, zapachu, wartości odżywczej

• Łatwość rehydratacji

• Unieczynnione enzymy

Metody koncentrowania:

• Fizykochemiczne - Działanie środkami pochłaniającymi wodę

• Mechaniczne (Wirowanie, Sączenie, Prasowanie)

• Cieplne (Wymrażanie, odparowanie)

• Kontaktowe

• Konwekcyjne

• Promiennikowe

• Prądem o wysokiej częstotliwości

Liofilizacja - Suszenie sublimacyjne/ suszenie w stanie zamrożenia (lód przechodzi w parę)

• Wstępne zamrożenie

• Zamrożenie właściwe przy obniżonym ciśnieniu (od -10 do -40^oC, 1mm Hg)

• Suszenie (temperatura maks. + 50^oC)

warstwa suszona około 15 mm

Liofilizator :

1. Komora suszenia

2. Kondensacja pary

3. Układ ogrzewania, chłodzenia, wymrażania

4. Układ próżniowy

Liofilizacja: produkty liofilizowane:

• Produkty zachowają:

• Objętość

• Kształt

• Skład chemiczny

• Właściwości sensoryczne

• Cechują się porowatą strukturą!!!

• Dobre właściwości rehydratacyjne

• Kruchość

• Łatwy dostęp powietrza (m.in. utlenianie)

Koncentraty w proszku - suszenie rozpyłowe

Dozowanie Bateria ekstraktorów klarowanie, zagęszczanie Pompa suszarnia rozpyłowa cyklon albo odbiór produktu

Instantyzacja a proszki rozpyłowe:

Proszki rozpyłowe:

• 20 - 240 μm

• Pyliste

• Mało zwilżalne

• Lepkie

Instantyzacja nadaje koncentratom postaci proszku właściwego, szybkiego, prawie błyskawicznego rozpuszczenia

Idealny produkt instant - warunki rozpuszczania:

• Zimna woda

• Standardowe mieszanie

• Mniej niż 15s

Instantyzacja zachodzi poprzez:

• Zwiększenie porowatości - Proces polega na łączeniu suchych cząstek za pomocą niewielkiej ilości wody, najlepiej w złożu fluidalnym aglomeracja

• Zwiększenie zwilżalności - Poprzez powlekanie proszku substancją powierzchniowo-czynną, przeważnie lecytyną

Ekstruzja - obróbka termiczna, głównie produktów zbożowych z częściową dekstrynizacją skrobi

Płatkowanie tłuszczu - cienka warstwa, szybkie chłodzenie

Zmiany jakości:

• Przyczyny:

• Wysoka temperatura

• Przegrupowanie składników

• Wewnętrzny przepływ masy

• Obniżone ciśnienie podczas sublimacji

• Objawy:

• Zmiany tekstury

• Utrata aromatu

• Obniżenie wartości odżywczej

Wady koncentratów:

• Duży stopień przetworzenia

• Niższa wartość odżywcza

• Wyższa zawartość soli

• Zawartość substancji dodatkowych (zagęstniki, barwniki, glutaminian sodu)

• Wysoka zawartośc sodu

Koncentraty nowej generacji:

• Koncentraty żywności specjalnej:

• Niekonwencjonalne surowce

• Niekonwencjonalne technologie

• Opakowania

• Produkty

• Produkty bezglutenowe

• Wysokobłonnikowe

• Witaminowe

• Beztłuszczowe

• Wysokomineralne

• Bezcukrowe

• Modyfikowane mleko i odżywki dla niemowląt

Zespół nietolerancji glutenu:

Celiakia - dzieci

Sprue - dorośli

• Enteropatia glutenowa, jako wynik nietolerancji niektórych prolamin zbożowych, które zawierają gliadynę (w pszenicy), sekalinę (w jęczmieniu), hordeinę (w życie)

• Zespół złego wchłaniania

• Brak tolerancji dla białek zbóż

• Zanik kosmków jelita cienkiego i uszkodzenie śluzówki jelita

Gluten - to wszystkie toksyczne prolaminy:

• Gliadyna- pszenica

• Sekalina- żyto

• Hordeina- jęczmień

• Awenina- owies

Celiakia:

• Choroba całego życia

• Postać jawna, niema i utajona

• Leczenie- dieta bezglutenowa

• 380 tysięcy Polaków chorych

• Pierwsza w Polsce receptura na chleb bezglutenowy w 1980 roku w Laboratorium Technologicznym Przetwarzania i Przechowywania Zbóż w Warszawie

Celiakia - produkty bezglutenowe:

• Chleby bezglutenowe- mieszanki do wypieku chleba

• Surowce- kukurydza, ryż, ziemniaki, soja, tapioka, proso

• Dobór ilościowy, modyfikacja

• Wzbogacanie (suplementacja)- białko, błonnik

• Przedłużona trwałość

• Limit zawartości gliadyny 1mg/100g suchej masy produktu

• Wady: mniej białka, błonnika, czerstwienie, deficyt witamin

Fenyloketonuria:

• Wrodzona

• Należy ograniczyć zawartość fenyloalaniny w pokarmach i zastępować ją tyrozyną (hydrolizaty kazeiny)

• Objawami nieleczonej choroby są pogłębiające się zaburzenia neurologiczne z napadami padaczkowymi, znacznego stopnia upośledzenie rozwoju umysłowego i motorycznego, „mysi” zapach potu, wysypki, zesztywnienie stawów itp.

Opakowania:

• Integralny element produktu

• Ochrona przed parą wodną i tlenem

• Laminaty

• Al/ papier/ PE

• Papier/ Al/ PE

• Poliamol/ polietylen

• Opakowania funkcjonalne

WYKŁAD 11

18.12.2012

Charakterystyka owoców i warzyw

Podział owoców ze względu na budowę

• Ziarnkowe - owoce pozorne, powstają z dna kwiatowego, nie jest owocem botanicznym (jabłka, gruszki)

• Pestkowe

• owoce właściwe np. laskowy

• pestkowiec np. włoski

• jagodowe

• szupinkowe - częścią jadalną rozrośnięte dno kwiatowe (truskawka, poziomka)- owoc pozorny

• wielopestkowce - owocem są pestkowce osadzone na dnie kwiatowym (malina, jeżyna)

• jagody prawdziwe - owocem jagoda powstała z zalążni (porzeczki, winogrona, agrest, borówki)

Kierunki przetwarzania owoców i warzyw

metody fizyczne

• stosowanie wysokich temperatur (pasteryzacja, tyndalizacja, sterylizacja, apertyzacja, fasteryzacja)

• stosowanie niskich temperatur (mrożenie)

• odwadnianie (odparowanie w stanie wrzenia, suszenie, kriokoncentracja, dodanie cukru (metoda osmoaktywna), dodatek soli kuchennej )

metody biologiczne

• kwaszenie (fermentacja kwasu mlekowego)

• fermentacja alkoholowa

metody chemiczne

• dodatek konserwantów (poniżej 0,2%), najczęściej kwas siarkawy, kwas benzoesowy

inne metody

• marynowanie, saturacja, promieniowanie jonizujące, dodatek alkoholu etylowego, paskalizacja, działanie polem magnetycznym o wysokim natężeniu, działanie zmiennym polem elektrycznym, aseptyczne składowanie)

Kierunki przerobu owoców i warzyw

• konserwy - produkty otrzymane przez konserwowanie surowca w postaci niezmienionej lub zmienionej w niewielkim zakresie, zachowane są charakterystyczne cechy surowca, jak smak, barwa, kształt (marynaty, kompoty, mrożonki)

• Półprodukty - surowce zabezpieczone przed zepsuciem przez ich utrwalenie po zbiorze, np. przez mrożenie, zagęszczanie, aseptyczne składowanie, konserwowanie chemiczne (pulpy, moszcze, przeciery i kremogeny, soki zagęszczone, solonki)

• przetwory - produkty zakonserwowane z jednoczesnym przetworzeniem powodującym zmianę pierwotnej postaci surowca (soki, wina, marmolady, koncentraty)

• przetwórstwo wtórne

Metody konserwowania półprzetworów

• zamrażanie

• aspetyczne składowanie

• koncentraty soków i przecierów

• pasteryzacja

• chemiczne przez dodatek: dwutlenku siarki, benzoesanow, sorbinianow

• solenie

Kierunki przetwarzania - półprodukty:

• pulpy (miazgi) - całe lub rozdrobnione owoce, pozbawione części niejadalnych, utrwalone termicznie, chemicznie lub składowane aseptycznie, służące do dalszego przerobu na dżemy, konfitury

• przeciery - owocowe lub warzywne otrzymane przez rozparzenie, przetarcie i utrwalenie termiczne, chemiczne lub aseptyczne składowanie, służące do produkcji marmolad czy powideł lub koncentratu pomidorowego

• kremogeny - Przeciery z miąższu świeżych lub mrożonych owoców, o dużym stopniu rozdrobnienia, poddane homogenizacji i odpowietrzeniu, utrwalone przez pasteryzację, mrożone lub aseptyczne składowane, służące do wyrobu odżywek dla dzieci oraz soków i nektarów przecierowych

• moszcze - soki otrzymane z miąższu rozdrobnionych owoców przez tłoczenie i utrwalenie termiczne, aseptyczne składowanie, zagęszczenie lub chemicznie (kiedy sok jest moszczem winiarskim, tylko przez dodatek siarczynów), służące do produkcji soków pitnych, napojów, win, syropów

• zagęszczone soki - soki surowe poddane depektynizacji, klarowaniu, filtracji i zagęszczeniu

• solonki - produkty utrwalone przez działanie chlorku sodu w dawce 15% lub więcej, głównie stanowią półprzetwory do dalszego przerobu, po odsoleniu. Solanki wytwarza się z warzyw i grzybów.

Kierunki przetwarzania - konserwy:

• mrożone (zamrażalnictwo)- niska temperatura ok. -20*C

• apertyzowane (apertyzacja)- wysoka temperatura, szczelność naczyń, odpowietrzanie

• suszone (suszarnictwo)- odwodnienie

• kwaszone (kiszarnictwo i marynowanie)- jony wodorowe, kwasy organiczne, antybiotyczny charakter kwasu octowego

• wysycane cukrem (konfitury, ow. kandyzowane)- wysoka koncentracja cukru (ponad 60%)

• solone (tzw. solanki)- wysokie stężenie NaCl (ponad 20%)

• natłuszczane (w oliwie)- tłuszcz jako faza ciągła

• z dodatkiem antyseptyków (konserwowane chemicznie w zalewie- kwas siarkawy, benzoesowy

Kierunki przetwarzania - przetwory:

• miazgi i przeciery (półprzetwory)- antyseptyki, sterylizacja, zamrażanie

• koncentraty z przecierów (powidła, koncentrat pomidorowy)- w owocach wysokie stężenie kwasów i cukrów, w warzywach apertyzacja lub inne

• silnie słodzone koncentraty (marmolady, dżemy)- wysokie stężenie cukru

• soki (sokownictwo)- termiczny

• silnie słodzone soki (syropiarstwo)- wysokie stężenie cukru

• skoncentrowane soki owocowe (zagęszczone soki owocowe)- wysokie stężenie cukru i kwasów

• odwodnione soki owocowe (sok odwodniony lub sproszkowany)- odwodnienie

• galarety owocowe (z owocami lub bez)- wysokie stężenie cukrów

• wina owocowe (winiarstwo, miodosytnictwo)- stężenie alkoholu ponad 8%

Kierunki przetwarzania - produkty wtórnego przetwarzania:

• octy winne

• ekstrakty i przyprawy (olejki eteryczne, pektyny, olej z pestek)

• wódki owocowe (nalewki, koniaki)

• preparaty enzymatyczne

• kondensaty substancji aromatycznych

TECHNOLOGIA PÓŁPRPODUKÓW owocowych i warzywnych

Technologia pulp owocowych

obróbka wstępna uzależniona jest od rodzajów owoców, obróbka wstępna obejmująca przebieranie, mycie, przebieranie właściwe, usuwanie części niejadalnych

Utrwalanie : mrożenie, aseptyczne składowanie- jałowienie, pasteryzacja, konserwowanie chemiczne 4% SO2, Ca++

Soki

• sok otrzymany z owoców na drodze mechanicznej, zawierający substancje ulegające fermentacji, ale niesfermentowany, posiadający barwę, zapach i smak charakterystyczne i typowe dla użytego owocu

• sok odtworzony z koncentratu soku poprzez dodanie wody w ilości usuniętej podczas zagęszczania, dodanie substancji zapachowych zebranych podczas zagęszczania, posiadający wszystkie cechy organoleptyczne i analityczne jak sok z owoców tego samego gatunku

• sok owocowy zagęszczony: produkt otrzymany z soku owocowego przez usunięcie wody metodami fizycznymi

Technologia soków półproduktów:

• mycie i przebieranie

• rozdrabnianie lub gniecenie

• obróbka miazgi (ogrzewani, pektynoliza)

• tłoczenie miazgi

• sok surowy

• utrwalanie

• zagęszczanie, aseptyczne składowanie, konserwowanie chemiczne, mrożenie

Technologia soku zagęszczonego:

• mycie i przebieranie

• rozdrabnianie lub gniecenie

• obróbka miazgi (ogrzewanie, pektynoliza) w przypadku soków jabłkowych można pominąć

• tłoczenie miazgi

• dearomatyzacja zbieranie kondensatu oparu substancji aromatycznych w trakcie zagęszczania

• klarowanie obróbka enzymatyczna, klarowanie właściwe (polega na usunięciu z roztworu rozłożonych cząstek enzymatycznych- za pomocą żelatyny, która jest naładowana ujemnie i przyciąga dodatnio naładowane koloidy, ostatni zabieg klarowania- strącone osady usuwamy na drodze filtrowania)

• zagęszczanie metoda fizyczna odparowanie wody w podwyższonym ciśnieniu w wyparkach próżniowych

• przechowywanie w warunkach chłodniczych

WYKŁAD 12

8.01.2013

Konserwy owocowo - warzywne

Konserwy apertyzowane - określanie jako konserwy właściwe

Produkty żywnościowe zamknięte w hermetycznych opakowaniach (puszki, słoje) utrwalone przez ogrzewanie z zastosowaniem pasteryzacji lub sterylizacji

Szczególne zamkniecie oraz usuniecie powietrza ogranicza procesy oksydacyjne, mikrob, enzymatyczne oraz korozje wew powierzchni opakowań metalowych

Pasteryzacja - ogrzewanie nie przekracza 100C , Giną formy wegetatywne, stosowana głównie do produktów kwaśnych

Tyndalizacja - trzykrotna pasteryzacja produktu w hermetycznych opakowaniach, nie zapewnia całkowitego zniszczenia przetrwalników pasteryzacja

Tunele pasteryzacyjne

• komora wstępnego podgrzania - natryski cieplej wody

• komora pasteryzacji - kąpiel w gorącej wodzie 98C

• sekcja chłodzenia - woda ciepła 40-50C oraz woda zimna 20C

Parametry

• Opakowanie 0,9 i 1 l

• puszki 20min, sloje 25min

• temp pasteryzacji 80-85C

• temperatura 95-100C

Pasteryzator natryskowo zanurzeniowy

• tunel

• wanna pasteryzacyjna

• natryski

• napęd

• przenośnik

• pompy

• dopływ pary

Utrwalanie z zastosowaniem wysokich temperatur

Sterylizacja - utrwalanie w temp powyżej 100C (112-130C)

Nawet po sterylizacji nie zakładamy ze produkt jest całkowicie jałowy i sterylny, zawiera on mikroflorę szczątkową (jałowość technologiczna, sterylność handlowa) Są one jednak osłabione nie są wiec w stanie rozwijać się wewnątrz konserwy

Konserwa jest odpowietrzana, przechowywana w warunkach chłodniczych, nie rozwija się mikroflora wiec nie stanowi zagrożenia

Autoklawy

• Autoklawy wsadowe

• Autoklawy o pracy ciągłej

Opakowania konserw

Szklane

• Zalety: odporność chemiczna, przezroczystosc, gladkosc powierzchni, możliwość wielokrotnego uzycia, łatwość uzyskania hermetyczności, niski koszt produkcji

• Wady: duza masa, mała przewodność cieplna, tłukliwość

Metalowe

• Zalety: puszka jest lekka, dobra przewodność, jest wytrzymała mechanicznie, wyzsza odporność na zmiany temperatury i cis niania,

• Wady: podatność na korozje, możliwość reakcji z produktem

Podział konserw apertyzowanych

• warzywne w zalewie słonej

• owoce w zalewie słodkiej: kompoty, owoce pasteryzowane w zalewie izotonicznej

• marynaty - rodzaj konserwy, ich zalewa jest kwaśna (owocowe, warzywne, grzybowe)

• warzywno- mięsne

• warzywne z dodatkiem oleju

TECHNOLOGIA APERTYZOWANIA

• przygotowanie surowców (prawie zawsze pod koniec tego procesu przeprowadzane jest blanszowanie)

• przygotowanie opakowań

• napełnianie opakowań

• zalewanie

• odpowietrzanie

• zamykanie naczyń

• sterylizacja

• chłodzenie

• etykietowanie

• termostatowanie

• magazynowanie

• pakowanie

Cele i korzyści blanszowanie

• inaktywacja enzymów (np. przed mrożeniem)

• stabilizacja barwy

• koagulacja białek i kurczenie się surowca

• redukcja nieporządnego smaku (np. kapusty)

• redukcja posmaku surowizny

• usunięcie powietrza (zapobiega utlenianiu Wit. C i ciemnieniu)

• zniszczenie drobnoustrojów

• dodatkowe mycie surowca, usunięcie warstwy wosku

• zmiękczenie surowca przed napełnieniem opakowań

• skrócenie czasu gotowania przed spożyciem

Wady procesu blanszowania

• strawa substancji rozpuszczalnych (zapobieganie przez dodatek soli i cukru)

• zmiana struktury surowca

• rozkład składników termo labilnych

• mimo dużych strat wit. C, blanszowanie zwalnia jej rozkład podczas przechowywania produktów

Metody blanszowania

Blanszowanie wodne - zanurzenie surowca w wodzie o temp. 80-100C przez 0,5-2min (warzywa do 5min)

• powoduje duże straty ekstraktu

• znaczna ilość ścieków

• równomierne blanszowanie

• mniejsze zużycie ciepła (niż w parowym)

• usuniecie posmaku surowizny

Blanszowanie parowe - poddanie surowca działaniu pary wodnej 100C przez 1-6minut (droższe)

• małe straty związków ekstraktowych

• duże zużycie ciepła

• brak obmycia surowca

• nierównomierne ogrzewanie

• gorsza barwa warzyw zielonych

Odpowietrzanie

Przez zanurzenie albo przez strumień pary, albo zamykanie w warunkach próżniowych

Z zależności od rodzaju owoców proces produkcji rożni się obróbką wstępną

Marynaty - produkty (konserwy) otrzymywane z warzyw, owoców lub grzybów, w kwas lej zalewie, utrwalone przez pasteryzacje. W skład zalewy wchodzą:

• kwas (octowy, mlekowy)

• przyprawy (np. chrzan, pieprz, goździki)

• sól (marynaty warzywne, grzybowe)

• cukier

1% łagodne

3% ostre kwaśne marynaty

Do marynat mogą należeć ogórki, dynia, śliwki

Wady i zepsucia konserw apertyzowanych - Bombaże puszek:

• bombaż mikrobiologiczny - wywołany przez bakterie wytwarzające produkty gazowe, najczęściej z rodzaju Clostridium, Bacillus

• Bombaż fizyczny (techniczny)- wskutek niezachowania odpowiedniego przeciwciśnienia podczas sterylizacji, w wyniku nadmiernego wypełniania lub szybkiego schładzania

• bombaż chemiczny (wodorowy)- w wyniku wydzielania się wodoru pod wpływem działania kwasów konserwy na ściany puszki, po uszkodzeniu powłoki cynowej

Warzywa i owoce o małym stopniu przetworzenia

WOMP - to oczyszczone, pozbawione części niejadalnych, pokrojone i zapakowane owocowe i warzywa, za chowaniem łańcucha chłodniczego od momentu zbioru surowca do jego konsumpcji

Proces technologiczny warzyw i owoców mało przetworzonych

Czyszczenie, mycie, obieranie, krojenie, dezynfekcja i płukanie, osuszanie i pakowanie

Dezynfekcja: gdy po krojeniu wydziela się sok musi być następnie opłukane w wodzie aby nie mogły rozwijać się drobnoustroje, z dodatkiem np. wody utlenionej, a następnie opłukiwanie w czystej wodzie

Osuszanie: mają mieć powierzchnie wilgotną ale nie mają ociekać wodą

Czynniki które powodują psucie się WOMP

• procesy fizjologiczne (oddychanie, dojrzewanie, transkrypcja) np. wielokierunkowe zmiany zachodzące w pokrojonej marchwi

• procesy enzymatyczne (brązowienie, utlenianie barwników i NNKT, hydroliza związków pektynowych)

• procesy mikrobiologiczne (drobnoustroje patogenne dla roślin oraz chorobotwórcze; wpływ pH surowca, temperatury przechowywania mikroflory epifitycznej; substancji o działaniu bakteriostatycznym)

GAP - Dobra praktyka Rolnicza

• higiena pracowników

• kontakt upraw ze zwierzetami

• stosowanie zawozów naturalnych

• jakość wody do nawadniania i mycia

• czystość maszyn, środków transportu, opakowań i pomieszczeń

Metody przedłużania trwałości WOMP

• teoria „płotków” Leistnera (pokonywanie kilku metod jednocześnie po kolei: temp chłodnicza, zmiana składu atmosfery, dodanie środków zapobiegających brązowieniu, mięknięciu ale nie drastyczne działanie temp)

• dokładna obróbka wstępna wraz z dezynfekcją

• zmiany składu atmosfery

• pakowanie aktywne

• powłoki jadalne

• fizyczne nietermiczne utrwalanie

• metabolity bakterii mlekowych

• zapobieganie mięknięciu tkanek

• hamowanie procesów enzymatycznych

Metody regulacji składu atmosfery jako sposób przedłużenia trwałości WOMP

• pakowanie pasywne (nie ma zmiany składu atmosfery, w powietrzu w przepuszczalnym opakowaniu)

• pakowanie aktywne statyczne (MA w szczelnym opakowaniu) (atmosfera zmieniona dlatego aktywne, stosujemy szczelne opakowanie, jest to zła metoda, w wyniku oddychania surowca mogą wytworzyć się warunki beztlenowe bo opakowanie jest nieprzepuszczalne, wytwarzają się toksyny, alkohole, zmiany smaku, zapachu)

• pakowanie aktywne równowagowe (MA w przepuszczalnym opakowaniu) najlepsza (opakowanie przepuszczalne, zmieniona atmosfera)

• pakowanie próżniowe (pakowanie beztlenowe!)

• metody pakowania

-aktywne opakowania (składniki materiału opakowanego)

-aktywne pakowanie (składniki dodane do opakowania)

Fizyczne nie termiczne metody przedłużania trwałości WOMP - żadna z tych metod nie zbija mikroflory w 100%, dlatego konieczne jest przechowywanie chłodnicze

• paskalizacja (cukier, pektyna, wysokie ciśnienie analogia jak w ogrzewaniu temperaturą, smak zapach barwa niezmieniona ale konsystencja jak dżemów)

• napromieniowanie (nie stosuje się do żywności bezpośredniego spożycia)

• zmienne pole elektryczne (zmiana natężenie, napięcia powoduje niszczenie błon komórkowych, uszkadza receptory, system komunikacji, przenikania bodźców unieczynnienie enzymów i drobnoustrojów)

• ultrafiltracja (dotyczy produkcji soków, usunięcie mikroorganizmów przez zastosowanie filtracji, na zimno)

• ogrzewanie omowe

Jabłka mało przetworzone w postaci plastrów

• zanurzone lub odpowietrzane i nasączone roztworem sacharozy z dodatkiem inhibitorów brązowienia enzymatycznego oraz mięknięcia tkanki

• pakowane próżniowo lub w atmosferze modyfikowanej

WYKŁAD 13

15.01.2013

Cukrownictwo

Trzcina cukrowa (Saccharum officinarum)

• Rodzina: wiechlinowate (trawy)

• Silnie krzewiąca się roślina (wys. 3-6 m)

• Skład: 13-20% sacharozy

• Uprawa- znana od kilku tysięcy lat p.n.e. w Chinach i Indiach

• Najwięksi producenci (60% globalnej produkcji):

• Brazylia, Gwatemala, Chiny, Kuba, Tajlandia, Indonezja, Indie, Pakistan

Rum - fermentacja soku cukrowego

Burak cukrowy (Beta vulgaris L. varietes saccharifera)

• Klasa- dwuliścienne- Dicotyledones

• Rodzina- komosowate- Chenopodiaceae

• Roślina zielona, dwuletnia, co oznacza, że w pierwszym okresie wegetacji wytwarza liście i korzeń, następnie zimuje, a w drugim roku wydaje nasiona i zamiera

• Rozmnażanie: generatywne z nasion

Obszar uprawy buraka cukrowego:

• W Europie (85% światowego areału uprawy):

• Południowo- wschodnia Francja i południowe Niemcy

• Północne Włochy i kraje Beneluxu

• Polska (Kujawsko- Pomorskie, Wielkopolskie, ziemia Lubuska)

• Europejskie części Rosji i Ukraina (w pasie czarnoziemów i gleb brunatnych)

• Poza Europą:

• USA

• Chiny i Turcja

35-40% światowej produkcji cukier buraczany

Liczba cukrowni w Polsce maleje z czasem, ale ilość produkowanego cukru jest taka sama

18 zakładów produkujących cukier w Polsce

Długość kampanii - Przemysł produkcji cukru nie pracuje przez cały rok, a tylko przez część roku - od czasu rozpoczęcia np.20 wrzesień do czasu skończenia się buraków, dzień w dzień = kampania.

Kampania trwa ok. 80 dni. Po wykopaniu buraka z ziemi, zachodzą straty cukru podczas przechowywania. Zbiory trwają od połowy września do listopada. cukrownie pracują 3 miesiące., później - remontowanie.

Ogólna charakterystyka odmian:

Podstawowa ocena odmian buraka:

• Plon korzeni i plon cukru krystalicznego z 1 ha plantacji

• Procentowa zawartość cukru w korzeniu buraków

• Wartość technologiczna (ilość cukru krystalicznego wyprodukowana ze 100 kg korzeni buraków)

• Odporność buraków na choroby i szkodniki

• Zawartość w korzeniach niecukrów melasotwórczych (inwertu, azotu aminowego, popiołu, potasu i sodu)

• Łatwość uprawy i jej mechanizacji

Sacharoza - krystalizacja - związki chemiczne rozpuszczalne w wodzie w warunkach roztworu przesyconego mają zdolność do krystalizacji, powstaje roztwór przesycony, związek wypada w postaci stałej z roztworu, krystalizuje się

szereg związków utrudniających krystalizacje m.in. inwert, związki azotowe, sód, potas- mieszanki melasotwórcze

Cechy morfologiczne buraka:

W buraku wyróżnia się 3 podstawowe części:

• Głowę z wieńcem liści

• Korzeń

• Ogonek

liście, główka, szyjka, korzeń właściwy, ogonek, korzonki

Kształt korzenia buraka zależy od:

• typu buraka

• warunków uprawy

• uprawy i czynników agrotechnicznych

Dobrze ukształtowany korzeń buraka cukrowego - korzeń stożkowy, klinowy, nie rozgałęziony (dyskwalifikacja)

Skład chemiczny buraka cukrowego:

• 72 - 75 % wody

• 25 - 28% suchej substancji a w tym:

• 16,5 - 19% cukru (sacharoza)

• 7 - 9% niecukrów

• Wśród niecukrów

• 4,5 - 5,5% miąższu ( celuloza,hemiceluloza,pektyny )

• 0,5 - 0,8% popiołu

• 0,08% innych składników mineralnych

• Niecukrów organicznych:

• 2,0 - 2,2% (związki azotowe i bezazotowe)

Skład chemiczny - rozmieszczenie sacharozy w buraku:

Cukier (sacharoza) w korzeniu nie jest rozmieszczony równomiernie. Główna masa cukru znajduje się w części środkowej korzenia zmniejszając się ku ogonowi i główce. Biorąc zaś pod uwagę przekrój poprzeczny, najmniej cukru znajduje się w części środkowej korzenia. Zawartość cukru wzrasta w miarę przesuwania się na zewnątrz, przy czym w warstwach zewnętrznych znów maleje.

Skład chemiczny - sacharoza: (dodatkowo)

• Disacharyd zbudowany z α-D-glukozy i β-D-fruktozy połączonych wiązaniem β-1,2-glikozydowym

• Produkt fotosyntezy zachodzącej w liściach buraków wg poniższej reakcji

Właściwości fizyczne sacharozy:

• Rozpuszczalność:

• Zależy od temperatury wody (zależność liniowa)

• Zależy od ilości niecukrów zawartych w roztworze

• Zdolność do krystalizacji:

• Zawartość niecukrów wpływa niekorzystnie na szybkość krystalizacji (rozpuszczają sacharozę)

Proces produkcji cukru:

1. Przygotowanie surowca:

1. Odbiór i ocena (określa się zawartość sacharozy, związków melasowych, zanieczyszczeń)

2. Składowanie (czasami ten etap wypada)

3. Spławianie (transport hydrauliczny)

4. Mycie (powierzchniowe)

2. Wydobycie cukru:

1. Rozdrabnianie

2. Ekstrakcja

3. Oczyszczanie soku dyfuzyjnego (usuwanie zanieczyszczeń), które się rozpuściły

1. Nawapnianie (defekacja)

2. Nawęglanie (saturacja)

3. Usuwanie osadu saturacyjnego (filtracja)

4. Wydzielenie cukru:

1. Zagęszczanie

2. Gotowanie cukrzycy

3. Krystalizacja

4. Wirowanie

5. Zabiegi końcowe:

1. Suszenie

2. Segregowanie

3. Konfekcjonowanie

Otrzymujemy kryształy sacharozy.

Wyróżniki oceny technologicznej buraka cukrowego:

• Zawartość cukru (po 1 X powinna wynosić >15%)

• Poziom zanieczyszczeń użytecznych (liście buraków, chwasty, korzonki boczne, ogonki- do 1% masy buraka) oraz nieużytecznych (odłamki cegieł, żużlu i innych przedmiotów twardych)

• Zawartość związków melasotwórczych (inwert, związki azotowe, popiół, potas, sód)

• Uszkodzenia mechaniczne i objawy chorób (zawartość buraków chorych do 1%)

1. Przygotowanie surowca - składowanie, spławianie i mycie surowca

2. Wydobycie cukru - ekstrakcja podstawy procesu:

• Przenoszenie masy

• Sacharoza o dużym stężeniu przechodzi do wody

• Gradient stężeń miedzy rozpuszczalnikiem a materiałem (powierzchnia, czas)

• Prawo Ficka

• m- masa

• c- stężenie

• x- odległość

• τ- czas

• D- współczynnik dyfuzji [m²/s]

• F- powierzchnia

• Wzór Einsteina

• B- stała zależna od wymiarów cząsteczek

• η- lepkość rozpuszczalnika

Roztarcie buraka to nie najlepsze rozwiązanie, zatem kompromis krojenie buraka w paski zmiękczanie powierzchni ale nie zmiękczanie struktury komórkowej.

Temp - nie możemy podnosić w nieskończoność - karmelizacja

sok buraczany ph ok. 6,5

burak zawiera enzym inwertaza

podniesienie temp - otrzymujemy inwert a nie sacharozę

Krajanka buraczana:

• Długość- 100g krajanki ok. 15m (im dłuższa, tym cieńsza, grubość ma wpływ na proces wysłodzenia)

• Powierzchnia ok. 0,2m² (zależy od efektywności procesu)

• Kształt daszkowy

• Czas ekstrakcji ok. 70-80 min dla 1mm grubości krajanki, >90min- nieodpowiednia grubość

wyrównanie stężeń na drodze dyfuzji.

wysłodzenie bardzo dobre i niezahamowanie procesu

zatem to metoda w przeciwprądowa - różnica stężeń stała na całej długości dyfuzora

Ekstraktor pionowy (firmy BMA)

• kondycjonowanie krajanki(przed ekstrakcję) (70-80stop) na samym początku

• ułatwienie dyfuzji

• uaktywnienie enzymu

• by denaturować błony nierozpuszczalne (białko):

• Skraca się czas ekstrakcji

• Całkowite pozyskanie cukru

• Mniejsze straty

• taka krajanka trafia do dyfuzora

Ekstrakcja w 50stop

Miazga, która pozostaje jest prasowana.

Po ekstrakcji uzyskujemy:

• Sok dyfuzyjny 100 część (półprodukt)::

• Woda 85

• Sacharoza 13,65

• Niecukry 1,35

• Nieorganiczne 0,30

• K₂O, Na₂O, CaO, MgO, P₂O₅, SO₄, Cl

• Organiczne 1,05

• Bezazotowe 0,75

• Hemicelulozy

• Pektyny

• Kwasy organiczne

• Saponiny

• Azotowe 0,30

• Białka

• Aminokwasy

Wysłodki

• Pierwszy produkt uboczny

• Krajanka buraczana pozbawiona niemal całkowicie cukru podczas dyfuzji (ekstrakcji)

• Mogą być suszone (90% s.s.) w postaci peletowanej lub brykietów (cegiełek)

• Kierunek wykorzystania- pasza dla przeżuwaczy -4 żołądki dla człowieka nieprzyswajalne dla nich źródło energii ( krowy, kozy, konie)

• Składniki chemiczne:

Składnik	Mokre (świeże)	Plantatorskie
Woda	93-95%	88-90%
Cukier	0,6-0,8%	0,7-0,9%
Celuloza i hemiceluloza	2,4-2,6%	3,5-4,2%
Pektyny	2,4-2,7%	3,5-4,4%
Białka surowe	0,7-0,9%	0,8-1,0%
Inne związki azotowe	0,1%	0,2%
Popiół	0,3-0,5%	0,4-0,6%

Współczynnik czystości:

• Najbardziej miarodajne określenie jakości soku dyfuzyjnego (surowego)

• Wyrażający zawartość cukru do suchej substancji roztworu

• Określany metodą polaryzacji bezpośredniej lub areometrycznie (aerometr Brixa)

Współczynnik czystości obliczamy ze wzoru:




Parametry soku dyfuzyjnego:

• Czystość (Cz) - 89

• pH - 6,4

• Zawartość s.s. (Bx) - 16

3. Oczyszczanie soku

• Nawapnianie (defekacja) - dwustopniowe - dodatek wapnia w postaci mleka wapiennego

• Węglanowanie (saturacja) - dwustopniowe - dodatek CO₂

Skała wapienna = węglan wapniaspalanieC02 +CaO (wapno palone)

CaO + woda wapno gaszone (wodorotlenek wapnia)

Tworzenie się mleka wapiennego i gazu saturacyjnego:

• Przebieg procesu wypalania wapnia (rozkład węglanu wapnia pod wpływem wysokiej temperatury na tlenek i CO₂) zachodzi:

• CaCO₃ + 1780 kJ/kg CaO (wapno palone) + CO₂ (gaz saturacyjny)

• Sporządzanie mleka wapiennego (wodorotlenek wapnia):

• CaO + H₂O Ca(OH)₂ (mleko wapienne- wapno gaszone)

Cel nawapniania:

• Wydzielenie z soków niecukrów tworzących z wapnem nierozpuszczalne osady

• Stworzenie warunków, w których niecukry koloidalne wypadają z roztworu w postaci kłaczkowatego oraz galaretowatego osadu, tzw. koagulatu

• Zalkalizowanie soku, by powstrzymać inwersję sacharozy oraz rozwój drobnoustrojów przez zwiększenie pH do 12,5- nawapnianie główne

Cel węglanowania:

• Obniżenie alkaliczności i pH soku (9,0-9,5) przez zobojętnienie nadmiaru wolnego wapnia i przeprowadzenie go w węglan wapnia nierozpuszczalny w soku (materiał ułatwiający filtrację)

• Zaadsorbowanie możliwie dużej ilości niecukrów, w tym niecukrów koloidowych podczas powstawania i narastania kryształów CaCO₃

Parametry soku rzadkiego:

• Sok rzadki (po oczyszczaniu)- nienasycony roztwór sacharozy zawierający

• Sucha substancja 15%

• Sole wapnia 60-100mg CaO/100g s.s.

• Czystość 92,5-96%

• Alkaliczność 0,05-0,015g CaO/100cm³

• pH₂₀ 9,0-9,5 (pH₉₅ 7,8-8,3)

Drugi produkt uboczny - osad defekt - saturacyjny

Świeży osad mokry zawiera 45-55% suchej substancji, w tym:

• 30-40% CaCO3

• 8-10% substancji organicznych (N. tlenek fosforu oraz tlenek potasu)

Wykorzystanie:

• nawóz na glebach zakwaszonych (ubogich w wapń)

• dodatek zamiast kredy, do suszonych wysłodków przy jednoczesnym ich melasowaniu

Błoto osuszone przez długotrwałe leżenie zawiera 70-75% suchej substancji.

4. Wydzielanie cukru

Zagęszczanie soku rzadkiego

Wyparka -Aparat wyparny Roberta - do zagęszczania soku - usuwanie wody

aparat wyparny Roberta - wyparka wielodziałowa próżniowa

3-4 działów wyparki, wyparka wykorzystuje ciepło zwrotnie, dlatego koszt odparowywania wody jest niższy

Sok gęsty - parametry:

• s.s. 65-70%, a tym:

• Niecukry 4,5-5,5%

• Inwert 0,1-0,25%

• Popiół ok. 2,5%

• Koloidy 0,2-0,35%

• Czystość 91-94%

• Alkaliczność 0,03-0,05g CaO/100cm³

• pH₂₀ 8,6-9,2 (pH₉₀ 7,4- 8,0)

Gotowanie cukrzycy - w warnikach następuje zagęszczanie dalsze (gotowanie cukrzycy)- zagęszczanie do ok. 92% i pozyskiwanie cukru.

gotująca ciecz nazywamy cukrzycą

W momencie osiągnięcia 92% - zaczyna się krystalizacja

narastanie kryształów równomiernie ( proces kryst. trwa kilka godz- wilekość kryształów)

Mieszanie i rozdzielanie cukrzycy - usytuowanie wysokościowe warników, mieszadeł, wirówek

cukrzyca spuszczana do wanien-koniec krystalizacji

syrop z kryształami wędruje do wirówki ( na ściankach zostają kryształy cukru, odciek siła odśrodkowa wychodzi na zewnątrz, perforowany bęben, ogromne urządzenie)

Schemat powstawania cukrzycy







Produkt uboczny - MELAS:

Melas (Polska norma handlowa) - ciecz gęsta, lepka, mętna o barwie brązowej lub ciemnobrunatnej, mająca swoisty zapach, z wyczuwalnym zapachem karmelu. Smak malasu jest słodki, z gorzkim posmakiem. Jest to uboczny produkt przemysłu cukrowniczego wykorzystywany w przemyśle jako surowiec do produkcji:

• alkoholu etylowego

• gliceryny

• kwasu masłowego, mlekowego, cytrynowego

• butanolu

• drożdży

• może byś stosowany jako dodatek do kiszonek o małej zawartości cukru

Skład melasu zmienia się w szerokich granicach w zależności od składu chemicznego buraka, sposobu jego przerobu i magazynowania.

Skład melasu:

• sucha substancja 80% (cukier 50%, niecukry 30%)

• woda 20%

Niecukry dzielą się na:

Niecukry organiczne:

• Koloidy

• Kwasy organiczne bezazotowe

• Niecukry azotowe

• Aminokwasy

• Białko surowe

Popiół:

• K₂O

• Na₂O

• CaO

• MgO

5. Zabiegi końcowe:

• suszenie cukru (pionowa suszarka talerzowo-kaskadowa, suszenie fluidalne)

CUKIER jako asortyment

W zależności od granulacji i formy cukru białego wyróżnia się szereg asortymentów:

• kryształ „lux”

• kryształ gruby

• kryształ średni

• kryształ drobny

• kryształ drobny specjalny

• kryształ grysik

• kryształ niesegregowany

• puder

• kostka lana

• kostka prasowana

Wyróżniki fizykochemiczne dla I i II kategorii cukru

• zawartość sacharozy nie mniej niż 99,7%

• wilgotność nie mniej niż 0,06%

• substancje redukujące nie więcej niż 0,04%

• zawartość popiołu 0,04%

• zabarwienie roztworu- jedn. KUMSA- nie normalizuje się

Cukier- podział na kategorie:

• cukier kategorii pierwszej - powinien charakteryzować się barwą białą, bez obcych zapachów i posmaków. Kryształy powinny być sypkie bez zlepów i grudek, w przypadku kostek ich powierzchnia i kształt powinna być wyrównana (uszkodzenie kostek nie powinno przekraczać 5%) Wodne roztwory cukru tej kategorii dają roztwory klarowne. Zawartość sacharozy nie mniej niż 99,7%, wilgotność nie więcej niż 0,06% oraz substancji redukujących nie więcej niż 0,04%, zawartość popiołu nie więcej niż 0,04%.

• Cukier drugiej kategorii - barwa biała z dopuszczalnym lekko kremowym odcieniem, bez obcych zapachu posmaków o kryształach sypkich, bez zlepów i grudek. Dopuszcza się obecność zrostów i kryształów bliźniaczych, a roztwory wodne mogą być lekko opalizujące. Zawartość sacharozy 99,7%, wilgotność nie więcej niż 0,06%, zawartość substancji redukujących nie więcej niż 0,04%, zawartość popiołu nie więcej niż 0,04%.

• Cukier trzeciej kategorii - barwa jasnokremowa, kryształy mogą lekko się sklejać. Dopuszcza się obecność słabego zapachu macierzystego. Wodne roztwory cukru mogą wykazywać opaleniznę.

• Cukier czwartek kategorii - barwa kremowa, wodne roztwory mogą wykazywać opalizację i lekko kremowe zabarwienie.

W kategorii trzeciej i czwartej zawartość sacharozy nie mniejsza niż 99,5%, wilgotnośćnie większa niż 0,06%, dopuszcza się obecność zanieczyszczeń ferromatogennych.

Cukier III i IV kategorii nie stosowany do konsumpcji, produkowany na zamówienie np. pszczelarzy, gdy dokarmiają pszczoły.

Cukier - nowe trendy (na zamówienie, nie normalizowane):

• Cukier kryształ złocisty

• Uszlachetniony cukier surowy

• Zawiera zwiększoną ilość substancji organicznych i nieorganicznych pochodzenia roślinnego

• Złocista barwa- pozostałość syropu międzykryształowego

• Cukier pełny o miodowym kolorze:

• Wysuszony sok, wyciśnięty z krajanki buraczanej o wysokiej zawartości cukru

• Otrzymywanie: filtracja, zagęszczanie w niższej temperaturze (pod zmniejszonym ciśnieniem), suszenie, kruszenie

• Biały cukier kandyz

• Grubokrystaliczny cukier (masa pojedynczego kryształu >1g)

• Otrzymywanie:

• Kilkustopniowa krystalizacja- przenoszenie kryształów cukru do kolejnych chłodzonych, przesyconych roztworów cukru

• Jednostopniowa- krystalizacja w stałej temperaturze, przez stopniowe odparowanie wody (specjalny warnik)

• Cukier instant

• Błyskawicznie rozpuszczalny

• Otrzymywanie:

• Z cukru pudru przez zlepianie

• Cukier płynny

• Klarowny roztwór cukru w wodzie

• Otrzymywanie:

• Rozpuszczenie w czystej wodzie cukru białego lub rafinady, poddaje się pasteryzacji i filtracji, chłodzenie

• Cukier płynny inwertowany

• Otrzymywany z cukru płynnego po inwersji sacharozy (kwaśna, enzymatyczna)

• Cukier miękki biały

• Otrzymywany przez zmieszanie cukru białego (91% kryształu) ze inwertowanym syropem (9%)

• Cukier miękki brunatny:

• Dodatek do kryształów cukru melasu z trzciny cukrowej (po inwersji sacharozy)

• Długi czas mieszania

• Cukier brunatny:

• Dodatek do kryształów cukru białego 2% melasu z trzciny cukrowej

• Produkt sypki i nie zbrylający się

WYKŁAD 14

22.01.2013

Surowce i technologiczne podstawy przemysłów fermentacyjnych

Procesy fermentacyjne - definicje

Fervere, fermentatio - burzenie się, gotowanie, kipienie

Wg Pasteura

• jest to życie bez tlenu

• energotwórczy proces utleniania substratu węglowego, bez udziału tlenu cząsteczkowego jako końcowego akceptora elektronów (rola związków pośrednich np. aldehyd octowy, pirogronian)

FERMENTACJA - cykl przemian enzymatycznych przebiegających w komórkach mikroorganizmu w wyniku których substrat węglowy podlega organicznej degradacji (utlenieniu) w efekcie obok energii metabolicznej otrzymujemy produkt uboczny, zwykle toksyczny dla komórki.

• Procesy beztlenowe - fermentacja etanolowa, fermentacja mlekowa

• Procesy tlenowe - fermentacja octanowa, fermentacja cytrynianowa

Wykorzystanie fermentacji:

• gorzelnictwo, browarnictwo, winiarstwo,

• produkcja kwasów organicznych (mlekowy, octowy, cytrynowy)

• przemysł piekarski,

• mięsny,

• owocowo - warzywny,

• mleczarski

Pieczywo pszenne - fermentacja alkoholowa

Pieczywo żytnie - fermentacja mlekowa, alkoholowa

Cel: ukształtowanie struktury chleba

Przemysł mięsny: wędliny surowe dojrzewające np.salami - wyższa trwałość, cechy organoleptyczne

Przemysł owocowo-warzywny - kiszenie

Przemysł mleczarski: sery dojrzewające - tworzenie smaku, struktury

Mikroorganizmy przemysłowe:

• bakterie Lactobacillus

• Drożdze Saccharomyces

• grzyby mikroskopowe Penicillum

Metabolizm drożdży

• Metabolizm tlenowy (synteza biomasy komórkowej )

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38ATP + energia cieplna 2872kJ

• Metabolizm beztlenowy (fermentacja etanolowa)

5OH + 2CO2 + ATP + en. Cieplna 260kJ

Bakterie

• Fermentacja mlekowa

C6H12O6 2CH3CH(OH)COOH

• Fermentacja octanowa

C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O - 455kJ/mol

Grzyby

• Fermentacja cytrynianowa

2C6H12O6 + 3O2 2C6H8O7 + 4H2O

Substraty

• Polisacharydy - skrobia, inulina (z grupy polifruktanów- fruktoza w wiązaniach B, inulina jest mało strawna dla ludzi, wykorzystywana przez bakterie przewodu pokarmowego, źródła: topinambur, cykoria, występuje w kłączach i bulwach podziemnych w postaci materiału zapasowego ), celuloza

• Mono i disacharydy - glikoza, fruktoza, maltoza, sacharoza

• Inne źródła węgla - węglowodory, kwasy tłuszczowe

Substrat najczęściej wykorzystywany: skrobia - materiał zapasowy wielu roślin, zbóż, zmagazynowana w bielmie, ziarna skrobiowe są nierozpuszczalne w zimnej wodzie

Surowy ziemniak - skrobia nierozpuszczalna, ciało obce w przewodzie pokarmowym wyrządzające szkody, objawy gorączki

Rozkład skrobi - etapy

I - kleikowanie (gotowanie aby nastąpiło przejście z formy nierozpuszczalnej skrobi w rozpuszczalną)

II - upłynnianie

III - scukrzenie (odczepianie dwucukrów i monocukrów)

Kleikowanie - to pęcznienie i pękanie ziaren skrobi w ciepłym roztworze wodnym. Uwolnienie cząsteczki skrobi w lepkim roztworze (żel, kleik skrobiowy) są łatwiej atakowane przez amylazy niż nieskleikowanej skrobi

Temperatura kleikowania zależy od pochodzenia skrobi - większe ziarna skrobi łatwiej kleikują niż ziarna małe:

• Skrobia ziemniaczana - 55 C - 60 C

• Skrobia pszenna 60 C - 85 C

• Skrobia kukurydziana 65 C - 75 C

• Skrobia jęczmienna 75 C - 80 C

• Skrobia ryżowa -80 C - 85 C

Upłynnienie - zmniejszenie lepkości sklei kowanej skrobi przez a-amylaze. Długie łańcuchy skrobi składające się z reszt glukozy (amyloza i amylopektyna) zostają rozłożone przez a-amylaze na łańcuchy krótsze- dekstryny

A - amylaza - charakterystyka

• enzym endogenny - rozkład od wewnętrznych wiązań a-1,4 glikozydowe (dekstryny)

• enzym termo stabilny (browarnictwo 70-75C, gorzelnictwo 85- 95

• Enzym aktywny w zakresie PH

• Browarnictwo 5,6- 5,8

• Gorzelnictwo 5,0 - 6,5

• Szybki spadek lepkości przy niewielkim wzroście sil redukujących

Scukrzanie - to całkowity rozkład upłynnionej skrobi do cukrów fermentujących ( maltoza, glukoza, maltotrioza) i niskocząsteczkowych dekstryn. Scukrzanie sprawdzane jest przy pomocy tzw. próby jodowej

B - amylaza

• enzym egzogenny - rozkłada od zewnątrz wiązania a1,4 glikozydowe odcina po 2 cząsteczki glukozy od nieredukujących końca łańcucha - maltoza

• enzym termolabilny (browarnictwo 62 - 65 C, gorzelnictwo 55- 60 C) enzym aktywny w zakresie pH (browarnictwo 5,4- 5,6, gorzelnictwo 4,0 - 5,0)

Glukoamylaza (amyloglukozydaza) - scukrzający enzym stosowany w gorzelnictwie, hydrolizuje wiązania a-1,4 i 1,6 - glikozydowe. Jest egzogennym odszczepiającym cząsteczki … od nieredukujących końców łańcuchów skrobi, dekstryn i oligosacharydów

Otrzymywanie enzymów przemysłowych:

Izolacja

• z tkanej roślinnych (słód źródło enzymów amylolitycznych, proteolitycznych)

• z tkanek zwierzęcych (podpuszczka, pepsyna wołowa i wieprzowa)

Biosynteza (największe znaczenie)

• synteza podczas hodowli wyselekcjonowanych drobnoustrojów - bakterii, drożdży i pleśni ( np. Aspergillus oryzae, A.niger, Bacillus subtilis, B.lichenoformis, Rhizopus demar, Rhizomucor lipolyticus, Candida rugosa)

• synteza przez drobnoustroje modyfikowane genetycznie - mutagenizacja drobnoustrojów - nadprodukcja enzymów)

Podstawowe surowce stosowane w procesie fermentacyjnym (źródło węgla)

Browarnictwo: jęczmień jary dwurzędowy słód (chmiel, woda)

Źródło węgla skrobia glukoza, maltoza, maltotrioza

Gorzelnictwo

• surowce skrobiowe: ziarna zbóż (Zyto, pszenica, jęczmienia, sorgo, pszenica, ryż, kukurydza, ziemniak, maniok)

Źródło węgla skrobia glukoza, maltoza, maltotroiza

• tzw. surowce cukrowe: melasa (sacharoza), owoce (glukoza, fruktoza), burak cukrowy, trzcina cukrowa

• surowce niekonwencjonalne

• Topinambur (inulina - polimer fruktozy)

• Materiał ligninocelulozowy (biomasa roślinna) tzw. źródło energii odnawialnej (ksyloza, glukoza)

Winiarstwo: owoce krzewu Vitus vinifera, owoce krajowe

Źródło węgla cukry proste, dwucukry

Etap procesu technolog.	Gorzelnictwo		Browarnictwo	Winiarstwo
Rodzaj surowca	skrobiowy	cukrowy	skrobiowy	Cukrowy
Kleikowanie skrobi	+	-	+	-
Hydroliza skrobi	+	-	+	-
Oddzielenie ferm.ekstraktu	-	-	+	-
Fermentacja	+	+	+	+
Dojrzewanie	-	-	+	+
Wydzielanie alkoholu	+	+	-	-

UWAGA!

W browarze i w winiarni = produkt końcowy - wino i piwo to płyn pohodowlany

W gorzelni - produkt końcowy - etanol - jest oddzielany od płynu pohodowlanego

Gorzelnictwo

Proces technologiczny obejmuje:

1. przeprowadzenie skrobi nierozpuszczalnej do formy rozpuszczalnej w wodzie - parowanie, BUS (bezciśnieniowe upłynnianie skrobi)

2. hydroliza enzymatyczna skrobi do cukrów fermentujących (upłynnianie, scukrzenie)

3.fermentacja - przemiana cukrów do etanolu w efekcie metabolizmu dodanych drożdży- Saccharomyces cerevisiae

4. wydzielanie etanolu (destylacja) w formie spirytusu surowego - destylat rolniczy - z zacierów pofermentacyjnych (w piwie i winie tego nie było!)

Stosunek wody do skrobi: 4(wody) do 1 (skrobia)

Piwowarstwo

Zaczyna się jęczmieniem, powstaje słód z korzonkami, które się odrywa, słód po zmieleniu poddaje się procesowi zacierania (od temp niższych do wyższych), odfiltrowanie części stałych i powstaje brzeczka i gotujemy ją z chmielem (bierze udział w stabilizacji piany, bakteriobójczy, goryczka, aromat), brzeczka nastawna postaje i przechodzi przez chłodzenie i po dodaniu drodzy zachodzi fermentacja i dojrzewanie (leżakowanie) piwo jest filtrowane lub nie, pasteryzowane bądź nie trafia do konsumenta

Winiarstwo

Proces produkcji wina

• Przygotowanie surowca do fermentacji- otrzymywanie moszczu (natychmiastowe tłoczenie, miażdżenie i tłoczenie, maceracja i tłoczenie)

• Fermentacja moszczów lub miazgi (zafermentowanie, fermentacja burzliwa, dofermentowanie)

• Drożdże Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces bayanus

• Temperatura: wino białe do 18^oC, czerwone do 27^oC

• Leżakowanie (dojrzewanie wina) i zabiegi końcowe (klarowanie, stabilizacja, pasteryzacja, wychładzanie

Bakterie fermentacji mlekowej i ich znaczenie

• konserwujące

• kreują nowe cechy sensoryczne

• żywieniowe (produkty fermentowane są najczęściej łatwiej strawne i przyswajalne)

• wpływ technologiczny (np. w przy produkcji pieczywa żytniego, serów twarogowych- umożliwiają wytworzenie skrzepu)

• prozdrowotne (probiotyki, odnawiają mikroflorę naszego przewodu pokarmowego)

Zastosowanie bakterii mlekowych

• mleczarstwo i serownictwo

• przemysł owocowo- warzywny

• produkcja kwasu mlekowego

• przemysł piekarski

• przemysł mięsny

Fermentacja octanowa

Surowiec: rozcieńczone roztwory etanolu zawierające inne skl odzywcze (sle amonowe, fosforowe, niekiedy ekstrakt słodowy, ekstrakt drożdżowy)

Bakterie kwasu octowego - wytwarzają kwas octowy na drodze niecałkowitego utleniania etanolu

Akceptorem elektronów jest tlen - metabolit tlenowy!!!

Nalezą tu rodzaje:

Acetobacter (7 gatunków), Gloconobacter (4 gatunków)

Acetobacter ..

Fermentacja cytrynianowa

Surowiec: melas buraczany, także cukier handlowy, soki cukrownicze, maczki cukrowe, hydrolizaty skrobiowe, otręby, wytłoki z trzciny cukrowej

Kwas cytrynowy wytwarzany przez Aspergillus Niger, Aspergillus wenti

W warunkach przemysłowych produkowany metoda wgłębną lub powierzchniową, na pożywkach stałych, w hodowlach ciągłych lub z wykorzystaniem komórek immobilizowanych

Zastosowanie- przemysł spożywczy, farmaceutyczny, chemiczny, regulator kwasowości, konserwant

Grzyby mikroskopowe i ich zastosowanie

• grzyby strzępkowe lub nitkowate - pleśnie (Penicillum, Geotrihium, Aspergillus) - produkcja biologicznie aktywnych metabolitów - zastosowanie w przemyśle spożywczym i medycynie

• przemysł serowarski - produkcja serów pleśniowych z porostem (Imperal, Camembert, Brie), przerostem (Roquefort)

• przemysł wędliniarski - produkcja niektórych typów salami - biały nalot (Penicillum)

• produkcja kwasy cytrynowego - fermentacja tlenowa (Aspergillus)

49

---