1. OTZ

1. temperatura jako parametr wpływający na jakość i bezpieczeństwo żywności

W technologii żywności stosuje się źródła ciepła o dużej rozpiętości temperatur, od ok. -196^oCdo (zamrażanie w ciekłym azocie) do ok. 1200 C temperatury gazów spalinowych, to temperatury w produkcie zmieniają się niewiele od -30 do 160 C. W technologi żywności unika się zbyt wysokiego ogrzewania ponieważ może ono wywołać wiele niekorzystnych zmian w składnikach termolabilnych obniżając ich wartośc biologiczna.

Najbardziej wrażliwe na ogrzewania sa niektóre witaminy. Temperatury ok. 70-80 C powoduja wyrazne obniżenie działania biologicznego Wit C,B₁, i B₁₂. Na ogrzewania mało odporne są niektóre białka np. globuliny i albuminy, aminokwas lizyna. Podwyższenie temp sprzyja reakcja Maillarda. Dlugotrwala ogrzewanie w temp pow 100C powoduje nieodwracalna denaturacje białek, a w obecności tlenu powstawanie struktur lizynoalaninowych.

Stosowanie temperatur w celu zapewnienie jakości i bezpieczeństwa zywności (operacje jednostkowe)

Wysokie temperatury:

Termiczna inaktywacja drobnoustrojów następuje dopiero po przekroczeniu temp maksymalnej dle ich wzrostu, a wiec po przekroczeniu minimalnej temperatury letalnej.

1. pasteryzacja- ogrzewanie do temp nie przekraczających 100C- zniszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych (tylko formy wegetatywne)

2. sterylizacja- polega na ogrzaniu produktu w temp przekraczających 100C (całkowite termiczne zniszczeniee drobnoustrojów)

Sterylnośc handlowa - zniszczenie wszystkich drobnoust chorobotwórczych i zredukowanie mikroflory saprofitycznej do określonego niskiego poziomu, gwarantującego bardzo male ryzyko zepsucia się

UHT (Ultra High Temperature), HTST (high temperature short time)

3. apertyzacja- metoda utrwalania polegająca na ogrzewaniu żywności w zamkniętych opakowaniach tzw konserw. Istotne przy apertyzacji:

- odpowiednie nagrzanie, pelna szczelność, należyte odpowietrzenie

4. tyndalizacja- metoda wyjaławiania polegająca na trzykrotnym ogrzaniu środowiska w temp 65-85C przez 30 min w odstępach 24-godzinnych.

Niskie temperatury:

Obniżenie temperatury o 10C powoduje 2-3 krotne zwolnienie tempa reakcji chemicznych (wzor arrheniusa)

1. Chłodzenie- stosuje się temp od 10do 0C

2. Zamrażalnictwo- żywność jest oziebiona do -18 i poniżej i w tej temp przechowywana

Aby utrzymac jakość i bezpieczeństwo chłodzonej żywności niezbędne jest zapenienie ciągłości czyli tzw łańcuch chłodniczy

Procesy w których o jakości i bezpieczenswi decyduje temperatura:

- wstrzymanie tkankowych procesów biochemicznych (mrożenie, apertyzacja, sterylizacja)

- niedopuszczenie do rozwoju i działalności drobnoustrojów (mrożenie, sterylizacja, pasteryzacja)

2. pH jako parametr technologiczny wpływający na jakość i bezpieczeństwo żywności

pH- czyli ujemny logarytm dziesiętny aktywności jonów hydroniowych

Żywność możemy podzielic na:

- niekwaśna i mało kwaśna o pH>4,6 np. mleko, mięso, drób, ryby, skorupiaki, groszek, fasola, szpinak, szparagi, buraki

- kwaśna o pH 3,7-4,6- gruszki, morele, pomidory, czerw kapusta

-bardzo kwaśna o pH<3,7- kiszona kapusta, kiszone ogórki, większośc owoców

pH < 4,0 nie stwierdza się Salmonelli

< 4,5 nie stwierdza się bakteri z grupy Coli

W stosunku do wielu gat bakteri i drożdży jony wodorowe wywierają działanie toksyczne, hamując ich rozwój, stosunkowo wytrzymałe sa pleśnie.

Następuje również zahamowanie procesów tkankowych, powodujących np. utlenienie się Wit C lub brunatnienie powierzchniowe, hydrolitycznych procesów enzymatycznych

Konserwowanie żywności za pomocą kwasów prowadzi się albo za pomoca fermentacji (fermentacja mlekowa), albo przez dodanie nieszkodliwego dla zdrowia kwasu organicznego.

1. Fermentacyjne uciszanie

Wykorzystuje się tu fermentacje mleczanowa głownie do ukiszania kapusty, ogórkow i fermentowanych napojów.

2. Konserwowanie żywności przez dodatek kwasów organicznych

Głównym czynnikiem konserwującym jest działanie jonów wodorowych wytworzonych podczas umiarkowanej dysocjacji kwasów organicznych w czystej wodzie

Mogą być stosowań spożywcze kwasy tj: octowy, mlekowy, cytrynowy, jabłkowy, winowy. Głownie stosuje się kwas octowy CH₃COOH otrzymany metoda fermentacyjna w postaci octu spożywczego.

Rozróżniamy marynaty łagodne 0,4-0,8%kwasu octowego, srednio kwasne 1-1,5% i ostre do 3%kwasu (pH=2,5) a wiec rozwój bakteri i drożdży zostaje wstrzymany.

3. Kwasy nieorganiczne- do utrwalania róznych napojów chłodzących zwykłych i gazowanych przez dodanie do nich kwasu o-fosforowego. Również kwas węglowy może być stosowany jako czynnik zakwaszający i utrwalający.

3. Właściwości reologiczne produktów spożywczych

Reologia zajmuje się badaniem odkształceń. Lepkośc, mączystośc, miękkość, zwięzłość, twardośc, jędrnośc, kruchośc, łykowatośc, żylastośc, plastycznośc to cechy produktów spożywczych związanych z odkształcaniem.

Do kompleksowego określania właściwości reologicznych surowców i prod spożywczych stosuje się terminy: lepkośc, konsystencja, tekstura, struktura.

Konsystencja- spójność miedzy cząsteczkami oraz budowe produktu oceniana w analizie sensorycznej za pomoca czucia głębokiego lub doustnego, niekiedy wzrokowo w układach niejednorodnych, nieniutonowskich

Lepkośc- okresla właściwości reologiczne płynów jednorodnych, niutonowskich

Struktura- rozmieszczenie elementów składowych oraz zespół relacji miedzy nimi, charakterystycznych dla danego układu jakocałosci.

Tekstura- określa właściwości produktów spoz oceniane sensorycznie

Sposób reakcji surowców i produktów spoz na działanie sil mechanicznych zależy przede wszystkim od wielkości sił wewnętrznych wiazących ze sobą poszczególne cząsteczki lub cząstki w mniej lub bardziej trwaly układ.

Ciecze mają określoną samoistną objętość, swobodna powierzchnie oraz błonę powierzchniową o ustalonym napięciu powierzchniowym

Odkształcenia w cieczach nazwano płynięciem- jest to zależność między naprężeniem stycznym(wyrazone jako sil atarcia na jednostke powierzchni) a gradientem prędkości płynięcia.(przyrost prędkości cieczy na jednostkę długościwzdłuż drogi w którym ten przyrost jest największy. Lepkośc- tarcie wewnętrzne czyli opór stawiany przez osrodek ciekły podczas ruchu jednych warstw względem drugich

Wyróżniamy :

- ciecze niutonowskie- (wykazują prostoliniowy diagram płynięcia) woda, mleko, oleje roślinne, swieży miód

- ciecze nieniutonowskie- (wykazują nie prostoliniowy diagram)- większość produktów stanowiących zawiesiny ciał stałych w płynie lub emulsje.:

• Ciecze plastyczne- aby zapoczątkować jej płyniecie musi być przekroczone minimalne napięcie styczne; układy dyspersyjne o równomiernych cząstkach, (bita smietana, topiona czekolada, puree ziemniaczane,majonez, masło, margaryna)

• Ciecze pseudoplastyczne - gradient prędkości scinania wzrasta szybciej niż naprężenie styczne i lepkość pozorna maleje ze wzrostem gradientu

• Ciecze dylatacyjne

Ciało stałe może być poddane trzem typom odkształecen: ściskaniu, ścinaniu, rozciąganiu. Ciała stałe po zakończeniu działania sił odkształcających możemy podzielic na sprężyste (mające zdolnośc do powrotu do pierwotnego kształtu) i nie sprężyste

Odkształcaniem nazywa się jednostkową zmiane kształtu lub objętości ciała spowodowaną siłą i odniesiona do początkowego kształtu lub objętości

Ciała idealnie sprężyste dzieli się na sprężyste typu Hooker'a i nie-Hooke'a.

Ciala niesprężyste: - typu plastycznego

- lepkospręzyste- wykazują własiwości ciala sprężystego typu hooke'a i płynu niutonowskiego ( mięso, drób, ryby, wilgotne ziarna, wiele owoców i warzyw)

4.Dodatki funkcjonalne do żywności, podział, cel stosowania

Dodatki funkcjonalne wg UE - dodatkiem do żywności jest każda substancja, zazwyczaj sama nie spożywana jako żywności nie używana jako typowy jej składnik, mająca lub nie mająca wartości odżywczej. Jej swiadome wprowadzenie do żywności w celach technologicznych ( a także organoleptycznych) w czasie wyrobu, przetwórstwa, przerobum obróbki, pakowania, transportu lub przechowywania powoduje, ze staje się ona bezpośrednio składnikiem zwyności Lub w inny sposów będzie oddziaływac na jej cechy charakterystyczne. Pojęcie to nie obejmuje skażen lub substancji dodawanych do żywności dla utrzymania lub polepszenia wartości odżywczej.

Celem stosowania dodatków do zywności jest:

• wydłuzenie okresu trwałości produktu prze ograniczenie i zapobieganie niekorzystnym zmianom, wywolanym działalnością drobnoustrojów, utlenianiem składników, reakcjami enzymatycznymi i nieenzymatycznymi oraz zapewnienia bezpieczeństwa produktu przez zahamowanie rozwoju lub zniszczenie drobnoustrojów chorobotw

• zapobieganie zmianom jaosci takim jak barwa, zapach, smak i tekstura

• ochrona składników decydujących o wartośći odżywczej i dietetycznej produktu

• zwiększenie atrakcyjności i dyspozycyjności produktow dla konsumenta

• zwiększenie wydajności prze ograniczenie ubytków oraz prze substytucje

• otrzymanie produktów nowego rodzaju, szczególnie dietetycznych oraz dla diabetykow

Podział:

ogólny podział:

1. barwniki, 2.substancje słodzące, 3.inne

Szczegółowy podzial obowiązujący w kraju:

1. barwniki

2. substancje aromatyczne

3. rozpuszczalniki

4. substancje konserwujące

5. przeciwutleniacze i synergenty

6. kwasy, zasady, sole

7. substancje stabilizujące i emulgujące

8. substancje zagęszczające

9. substancje klarujące

10. rozpuszczalniki ekstrakcyjne

11. substancje wzmacniające smak i zapach

12. substancje wzbogacające

13. substancje do stosowania na powierzchnie

14. substancje słodzace

5. Utrwalanie żywności za pomocą niskich temperatur

Obniżenie temperatury o 10C powoduje 2-3 krotne zwolnienie tempa reakcji chemicznych (wzor arrheniusa)

Czynniki chłodnicze wykorzystywane w technologi żywności

- woda

- solanki

- ciekły azot

- ciekły freon

• Chlodzenie- metoda zabezpieczanie żywnośći polegająca na obnizęniu temp ale bez przekraczania temp krioskopowej, stosuje się temp od 10do 0C

Metody chłodzenia:

• chłodzenie lodem

• schładzania w powietrzu

Zamrażanie żywnośći

Metody zamrażania:

• Powietrze-

- owiewowe

• tunelowe

• taśmowe

- fluidyzacyjne

1. rynnowe

2. tasmowe

• kontaktowe

• płytowe

• tasmowe

• bębnowe

• immersyjne

1. w cieczach wrzących (LN2, LCO2F, LF)

2. w cieczach niewrzących

W początkowej fazie zamrażania wskutek odprowadzenia ciepła obserwujemy przechadzanie cieczy. Poprzedza ono powstawanie fazy stałej. Jednak w zamrażaniu żywności nie obserwuje się tego zjawiska.

Początkowa temp krioskopowa dla większości prod spożywczych wynosi -1C i zalezy od stężenia roztworów w tkankach produktów.

W technologi zywności pożadane jest szybkie zamrażanie produktów, gdyz tworza się duzą liczba mniejszch kryształków lodu (tkanki nie ulegaja zniszczeniu) i surowiec krzepnie równomiernie. Ma to szczególnie duża wage przy zamrazaniu produktów spożywczych. Strefa maksymalnego tworzenia się kryształków lodu od -1do -5C

temperatura w której roztwór krzepnie jako jednorodna mieszanina obu składników nazywa się punktem eutektycznym

Ususzka jest to utrata masy na skutek wyparowania wody.

Rekrystalizacja- proces stałego wzrostu kryształow w wyniku wędrówki czasteczek wody od zanikających kryształow małych do dużych

Zamrażalnictwo- polega na odprowadzeniu ciepła z produktu az do uzyskania temperatury koncowej niższej od temperatury zamarzania soków komórkowych. Tworza się przy tym w tkankach kryształy lodu wskutek pełnego lub czesciowego wymrożenia znajdującej się w nich wody. żywność jest oziebiona do -18 i poniżej i w tej temp przechowywana

Aby utrzymac jakość i bezpieczeństwo chłodzonej żywności niezbędne jest zapenienie ciągłości czyli tzw łańcuch chłodniczy

1. chłodnie produkcyjne

2. chłodnie składowe

3. chłodnie dystrybucyjne

Oólnie przyjmuję się ze drobnoustroje chorobotwórcze rozwijaja się dopiero w temp pow 10C. Przy wykorzystaniu zimna do utrwalania żywnośći szczególną uwage zwraca się na rozwój drobnoustrojów chorobotwórczych i psychrotrofowych. Chłodnictwo i zamrażalnictwo wymaga zachowania ciągłości począwszy od momentu zamrożenia do wykorzystania przez konsumenta jest to tzw lancuch chłodniczy.

6. Metody zagęszczania żywności, zasady i zastosowania.

Zagęszczanie mające na celu odparowanie części wody jest jedną z ważniejszych operacji jednostkowcyh w przemyśle spożywczym. Metoda ta obok utrwalania daje również zmniejszenie masy, objętości i powierzchni składowania.

Dzieli się na:

• równowagowe- w którym następuje przemiana faz i maksymalny rozdział wody jest uzyskiwany w momencie osiągnięcia równowagi fazowej wszystkich składników znajdujących się w fazie rozproszenia i zagęszczającej. Zaliczamy tu: odparowywanie, kriokoncentracje, klatracje.

• Nierównowagowe- zachodzące bez przemiany faz i przy zasosowaniu membran selektywnie przepuszczzjących wode. Zaliczamy tu: osmoze, dialize, odwróconą osmoze, ultrafiltracje.

Metody zagęszczania:

1. odparowywanie- najintensywniej przebiega w temperaturze wrzenia, gdy prężność nasyconej pary wodnej równa się ciśnieniu zewnętrznemu. Odparowanie wody prowadzi się w urządzeniach zwanych wyparkami. Urządzenia te mogą odparowywac wode pod zwykłym cisnieniem lub pod zredukowanym. Najczęściej w technologi zywności można spotkac wyparki próżniowe- zalety: niska temp wrzenia i odparowania, ma to korzystny wpływ na zachowanie cennych cech naturalnych materiału zagęszczanego

Wyparki próżniowe są szeroko stosowane w technologi żywności wszędzie tam gdzie chodzi o szybkie wyparowanie dużych ilości wody i dobrą jakośc koncentratu:

- mleczarski przemysł- przy produkcji mleka zagęszczonego

- owocowo-warzywny- produkcja marmolad, dżemów, koncentratów pomidorowych i owocowych

- koncentraty spożywcze- ekstrakty kawy, odżywki, herbaty

- cukrowniczy- przy zagęszczaniu soku z buraków

- cukierniczy- gotowanie masy karmelowej

- ziemniaczany- zagęszczanie kwasowych hydrolizatów skrobiowych

2. kriokoncentracja- czyli zagęszczanie przez zamrażanie polega na częsciwoej krystalizacji wody i oddzieleniu kryształków lodu. Wyższa jakość smakowo-zapachowa i odżywcza.

Wymrożenie wody jest tansze niż jej odparowanie lecz urządzenia do kriokoncentracji sa bardzo drogie. Stosowane do zagęszczania:

- piwa, soków owocowych, wina

Klatracja- polega na dodaniu do roztworu substancji chemicznych(propan, butan) tworzących z wodą hydraty, które po krystalizacji są usuwane z roztworu. Proces następuje w temperaturze wyższej niż przy kriokoncentracji.

1. metody membranowe- wspólna cecha jest zastosowanie błon półprzepuszczalnych, dzięki którym można rozdzielic składniki obecne w jednolitych układach wieloskładnikowych tj roztworach. Zdolnośc rozdzielcza błony półprzepuszczalnej zależy od wielu czynników m.in.: porowatośc błony, jej grubośc, material z którego została wykonana. Zagęszczanie membranowe ma wiele zalet. W porównaniu z odparowaniem usunięcei wody następuje:

- bez zmiany stanu skupienia

- w temp otoczenia co chroni zywność prze stratami skl odżywczych

- bez ulatniania się z parą wodna substancji aromatycznych

- bez potrzeby użycai wody do skraplania oparów

Koszt membran jest wysoki.
zaliczamy tu :

- osmoze- przenikanie rozpuszczalnika przez błone półprzepuszczalna z roztworu o stężeniu mniejszym do roztworu o stężeniu większym aż do wyrównania stężeń.

- odwrócona osmoza i ultrafiltracja- przenikanie rozpuszczalnika przez błone półprzepuszczalna jest wymuszona ciśnieniem zewnetrzynym i przebiega owrotnie do gradientu stężen. rozdzielany roztwór przepływa cienką warstwa równolegle do powierzchni błony. Przez błone przechodzi rozpuszczalnik i ewentualnie inne małocząsteczkowe składniki roztworu (tzw filtrat lub permeat) a zagęszczony płyn (retenat) przechodzi z prądem.

Zastosowanie: zagęszczanie mleka chudego, serwatki, soków owocowych, ziemniaczanych

- dializa- jest zjawiskiem podobnym do osmozy , różniącym się większą przepuszczalności błony, pozwalająca na samorzutne przechodzenie przez nia nie tylko rozpuszczalnika, ale i innych makrocząsteczkowych składników w nim rozpuszczonych.Zastosowanie: oddzielanie soli mineralnych np. z mleka, serwatki, koncentratów białkowych, do uzdatniania wody pitnej, usuwanie elektrolitów z soków owocowych. Jest operacja długotrwała. Przyspieszyc można przez zastosowanie prądu i błon przepuszczających albo aniony albo kationy tzw elektrodializa.

7. Systemy suszenia i ich wykorzystanie w przemyśle spożywczym

Wyrózniamy:

• suszarki komorowe- zaopatrzone w tace lub sita, na których rozłożony jest suszony produkt. Róznią się wielkością, kształtem, sposobem przepływu powietrza( przepływ wymuszony, konwekcja swobodna) oraz jego kierunkiem w stosunku do nieruchomego materialu. Najczęściej stosowane do suszenia owoców i warzyw.

• Suszarki tunelowe- material suszony przesuwa się wzdłuż tunelu za pomocą urządzenia transportującego. Podczas przesuwania się wagoników matriał pozostaje nieruchomy. Przepływ powietrza w suszarce może być przecei prądowy lbu współprądowy. Stosowane do owoców, warzyw, sucharów, makaronu, galaretek.

• Suszarki taśmowe- zaopatrzone są w przenośnik tasmowy wykonany z tkaniny lub siatki. Czynnik suszący przepływa przeciwprądow, współprądowo, w prądzie krzyżowym lub poprzez materiał. Zastosowanie: warzywa, owoce, chleb, krochmal, drobne wyroby makaronowe.

• Suszarki bębnowe- są powszechnie stosowane do suszenia odpadów przetwórstwa spożywczego: wysłodków buraczanych, wysłodzin zbożowo-ziemniaczanych z gorzelni, kiełkow kukurydzy, a także zboża i cukru. Czynnikiem suszącym jest powietrze, a czasem gazy spalinowe przeplywające we współ- lub przeciwprądzie. Głównym elementem suszarki jest bęben wprowadzony w ruch obrotowy za pomocą przekładni kół zębatych. Ustawiony jest poziomo lub lekko pochyły w kierunku materiału. Wewnątrz bębna zainstalowane są przegrody ułatwiające przesypywanie produktu i pozwalające na uzyskanie dużej powierzchni kontaktu materialu z czynnikiem suszącym.

• Suszarki walcowe- ciepło przekazywane jest do materiału suszonego przez scianke o wysokim przewodnictwie cieplnym, dlatego należa do suszarek kontaktowych.jako zródło ciepla wykorzystywane są para grzejna, woda o temp pow 100C przy odpowiednim cisnieniu, energia elektryczna. Suszarki takie przeznaczone są do suszenia substancji ciekłych, ciągliwych, lepkich cieczy i materiałow pastowatych. Szczególnie nadają się do prod wymagających krótkiego czasu suszenie w wysokich temperaturach( mleko, drożdże). Przez zmianę ciśnienia pary grzejnej oraz szybkości obroowej walca warunki suszenia mogą być zmieniane w szerokim zakresie.

• Suszarki rozpyłowe- znajdują zastosowanie do suszenia roztworów, zawiesin, emulsji, pulp, ciekłych past. Materiał suszony jest w stanie daleko posuniętego rozdrobnienia, które uzyskuje się za pomocą dyszy, wirujących tarczy rozpryskowych lub pneumatycznie za pomocą spręzonego gazu. Wysoka temp powietrza suszącego(120-250C) oraz rozpylanie materiału powodują za czas suszenia jest bardzo krótki(kilka do kilkanascie sek) ten typ suszarki jest szczegolnie przydatny do suszenia materiałow nieodpornych na wys temperature. Material ze wzgłedów ekonomicznych i technologicznych powinien być wczesniej kilkakrotnie zagęszczony w wyparce.

• Suszarki fluidyzacyjne- przeznaczone do suszenia ciał stałych o dośc wyrównanych kształtach i wielkosci cząstek, jak ziarno zbóz, nasiona rzepaku, łuszczony groszek i niektóre owoce. Gorący czynnik przepływa przez złozę rozdrobnionego materiału poddawanego suszeniu i spoczywającego na przegrodzie o określonej perforacji. Po osiągnięceiu odpowiedniej prędkości przepływu powietrza warstwa ciała stałego ulega rozlużnieniu, a jego czastki poruszają się w obrębie złoża. Układ zawieszonych cząstek ciala stalego w gazie nazywany jes stanem fluidalnym. Nad złozem znajduję się przestrzen swobodna, która umożliwia opadanie lżejszych cząstek unoszonych ze złoża. Gaz odlotowy jest kierowany do układu odpylającego, w którym następuje oddzieleni najdrobnijszych cząstek wysuszonego materiału.. Dzięki rozwiniętej powierzchni kontaktu między cialem stałym a a czynnikeim suszącym nstepuje bardzo szybkie odparowanie wilgoci oraz wysoki stopien równomierności suszenia.

• Próżniowe suszarki kontaktowe- pozwalają na zwiększeni intensywności suszenia w niskich temperaturach. Składa się z komory suszarniczej zaopatrzonej w półki ogrzewane za pomocą pary wodnej, skraplacza, pompy próżniowej.

• Liofilizacja- proces usuwania wilgoci z materialu stalego w temperaturze i pod ciśnieniem ponizej potrójnego punktu wody( punkt w którym istnieją wszystkie trzy fazy wody jednoczesnie T=0,0098C, p=4,58mm Hg. Zastosowanie :produkcja soków i mleka w proszku, ekstrakty kawy, herbaty. Srodki spozywcze wysuszone ta metoda mogą być przechowywane długo bez warunków chłodniczych, ale wymagają specjalnych opakowan. Proces suszenia obejmuje: 1. zamrazanie produktu, 2. ogrzewanie pod obnizonym cisnieniem, podczas którego krysztaly lodu intensywnie sublimują, 3.dosuszanie materialu pod wysoką próznią

8. Źródła ciepła stosowane w technologi żywności i mechanizmy ich przenoszenia

Energia cieplna jest zmagazynowana w materi w formie energi kinetycznej ruchu postepowego, obrotowego oraz drgajacego atomów i cząsteczek. Jednostką energi cieplnej jest dżul.

Zródłem ciepła wykorzystywanym w technologi żywności mogą być paliwa stałe( węgiel kamienny, brunatny, koks, drewno), paliwa ciekłe (ropa naftowa, olej opałowy), paliwa gazowe ( gaz ziemny, koksowniczy) oraz energia elektryczna pochodząca z paliw stalych , ciekłych i gazowych, reakcjia jądrowych, sily wodnej, wiatru.

Przy wyborze źródła ciepłą w technologi żywności nalzey się kierowc nie tylko względami ekonomicznymi, ale także ich wlywem jakosc żywnośći i srodowisko. W technologi żywnosći z uwagi na powszechne użycioe paliw stałych, stosuje się ogrzewanie pośrednie. Ciepło wytworzone w czasie spalanie w kotłach parowych o róznej konstrukcji i sprawnośći jest dostarczane do żywnosścii albo przez sćiane wymiennika cieplnego oddzielającego produkty spalania od żywnośći albo za posrednictwem czynnoka posredniczącego np. wody czy gorącego powietrza lub pary wodnej. Najcześciej nośnikiem ciepła jest para wodna nasycona lub przegrzana. Ma wiele zalet. Entalpia pary wodnej jest stosunkowo wysoka i w temp 100C wynosi 2679kJ/kg. Para wodna jest nietoksyczna, neipalna, charakteryzuje się brakiem wybuchowości, bezzapachowa, latwa do otrzymania.

Operacje cieplne są szeroko wykorzystywane w technologi żywnośći do:

1. we wstępnej obróbce surowców (mycei czyszczenie schładzanie)

2. we własciwym przetwarzaniu surowców (pieczenie, smazenie, suszenie, zagęszczanie)

3. w termicznym utrwalaniu żywności

4. w utrzymaniu higieny calego procesu produkcyjnego (mycei urządzeń, opakowan)

Mechanizm przenoszenia ciepła:

Ciepło z ciała cieplejszego do zimniejszego może się odbywac trzem sposobami:

1. Przewodzenie - wewnętrzna energia kinetyczna substancji jest spowodowana drganiami cząsteczek, przy czym cząsteczki są uwięzione, nie występuje miedzy nimi ruch postępowy. jeżeli w substancji wystąpi róznica temperatur to niektóre sąsiadujące cząsteczki mają różna prędkość drgąn. Molekuły o największej prędkości drgan przekazuja pewna ilość swego ruchu do sąsiednich cząsteczek. W ten sposób ciepło jest przenoszone z obszaru o wyższej temperaturze do obszaru o niższej. Proces trwa do wyrównania temperatury w całej objętości zajmowanej przez ciało.

2. Konwekcja- proces przekazywania ciepła związany z makroskopowym ruchem materii w płynie, gazie, . Konwekcja jest zasadniczo operacja mieszania i każda metoda zwiększająca szybkość mieszania odpowiednio zwiększa szybkość konwekcji ciepła. Jeżeli mieszanie jest przyspieszone mechanicznie , nazywa się ja wymuszona konwekcja

3. Przez promieniowanie- przenoszeni ciepła miedzy dwoma ciałami o różnej temperaturze za pomocą fal elektromagnetycznych o długości 0,1-100 µm. promieniowanie może wystąpic bez obecnośći jakiejkolwiek substancji pośredniczącej między obu ciałami. Część emitowanych promieni cieplnych zostaje odbita lub przepuszczona przez napromieniowany ośrodek. Największa zdolnośc pochłaniania ciepła i jego emisji maja ciala czarne i szorstkie.

W technologi żywności w warunkach ogrzewania przeponowego mamy do czynienia ze skojarzonym występowaniem przewodzenia, konwekcji i w pewnym stopniu promieniowania.

9. Charakt. wstępnych czynności technologicznych typowych dla przetwórstwa żywności

Wstępne czynnośći technologiczne maja na celu przygotowanie surowca do właściwej obróbki technologicznej.

Surowce odbierane z gospodarstw rolnych są z reguły zanieczyszczone. W przypadku surowców roślinnych zanieczyszczenia i ich rodzaj zależa od warunków pielęgnacji, w czystośći surowca zwierzęcego znaczenie ma stan zdrowia zwiezęcia, sposób odżywiania, higiena pomieszczenia oraz sprzetu stykającego się ze zwierzeciem.

Ogólnie zanieczyszczenia można podzielic na:

• mineralne

• roślinne

• zwierzęcego

• chemiczne

• mikrobiologiczne

postępowanie z surowcem w zakładzie przetwórczym:

SORTOWANIE

14. Podział na grupy o różnych właściwościach fiz

15. ułatwia operacje mechaniczne, automatyzacje produkcji

• niezbędne do równomiernego przenikania masy

sortowanie może być reczne lub mechaniczne (sortowniki walcowe, rolkowe)

CZYSZCZENIE

Czyszczenie surowca można podzielic na czyszczenie wstępne przed magazynowaniem surowca i zasadnicze po przejściu surowca z magazynu na linie produkcyjna

Czyszczenie surowców jest zespołem różnego typu operacji i proceśow jednostkowych, wśród któych przewazają operacje typu mechanicznego.

Stosuje się:

• płuczki

• obieraczki

• odpylacze

• wirówki, klasyfikatory (mleko)

• mycie z dodatkami środków dezynfekujących (jaja)

• naświetlania (jaja)

Usuwanie części niejadalnych -ma na celu odseparowanie niejnadających się części surowca od własciwcyh np. łuszczenie, drylowanie, obcinanie końcó, odszypułkowanie, usuwanie opierzenia, szczeciny

Obieranie:

• mechaniczne

• termicznej

• sparzanie

• opalanie

• termiczno-chemiczne

10. Chemiczne utrwalanie żywności.

Metody chemiczne utrwalania żywności mają charakter w zasadzie pomocniczy lub alternatywny w porównaniu z podstawowymi metodami konserwowania żywności, jak: chłodzenie, zamrażanie, suszenie, zagęszczanie, sterylizacja, bądź ukwaszenie biologiczne. Zaleca się bardzo ostrożne stosowanie chemicznych środków utrwalania żywności wtedy, gdy nie można zastosować fizycznych, czy też biologicznych metod utrwalania żywności. Ważnym warunkiem podczas stosowania chemicznych środków konserwujących jest ich niezawodność działania, przy równoczesnym braku szkodliwości dla konsumentów (Zin, 2008).

Konserwowanie żywności tymi metodami polega na zastosowaniu substancji chemicznych, które efektywnie utrwalają żywność przy stosunkowo niskich dawkach, zazwyczaj nie przekraczają one 0.1 - 0.2 %, a niekiedy są one znacznie niższe (Zin, 2008).

Konserwanty to substancje mające na celu zmniejszenie, zahamowanie, bądź zapobieganie niekorzystnym zmianom biologicznym oraz chemicznym zachodzącym w żywności (Rutkowski, Gwiazda, Dąbrowski, 2003). Do konserwantów możemy zaliczyć substancje, które hamują rozwój drobnoustrojów, bądź niszczą je. Bardzo często do utrwalania żywności są stosowane dwa dodatki lub więcej, wykazując swoim działaniem efekt synergiczny. Dzięki takim połączeniom stosując mniejsze dawki poszczególnych konserwantów, można uzyskać podobny efekt zapobiegania psuciu się produktu, jak w przypadku stosowania każdego z tych związków z osobna. Do konserwantów nie należą substancje, które powodują zmniejszenie aktywności wody, tj. cukier, sól kuchenna; etanol, który powstaje podczas fermentacji alkoholowej np. wina. Podobnie jest w przypadku kwasu mlekowego, powstającego w czasie kwaszenia produktu podczas fermentacji mlekowej (Gajda, 2006).

Celem ich zastosowania jest:

• przedłużenie okresu trwałości niektórych surowców, półproduktów lub produktów gotowych,

• zapobieganie obniżaniu jakości podczas ich przechowywania,

• w niektórych przypadkach także zapewnienie bezpieczeństwa spożywanych produktów,

Środki konserwujące, stosowane w celu utrwalania żywności winny charakteryzować się:

• niezawodnością działania,

• szerokim zakresem hamowania rozwoju drobnoustrojów,

• brakiem niekorzystnego oddziaływania na swoiste cechy sensoryczne produktu,

• przede wszystkim brakiem toksyczności dla zdrowia człowieka.

Efekt działania konserwantów wspomagają lub obniżają warunki środowiska, przede wszystkim takie jak: pH - stężenie jonów wodorowych, temperatura, skład chemiczny produktu, dodatek soli lub cukru, które mają działanie obniżające aktywność wody, rodzaj obecnych drobnoustrojów, a także czas przechowywanych produktów. Największe znaczenie spośród wymienionych wyżej czynników środowiska ma jednak pH. Im jest ono niższe, tym dysocjujące substancje konserwujące odznaczają się większą skutecznością. Zatem można stwierdzić, że im gorsze są warunki dla wzrostu drobnoustrojów (pH, ciśnienie tlenu cząsteczkowego oraz aktywność wody), to tym bardziej skuteczny jest dodatek środka konserwującego (Rutkowski, Gwiazda, Dąbrowski, 2003). Stosowanie różnych konserwantów jest bardzo korzystne dla producentów żywności, gdyż poszczególne substancje wykazują zróżnicowane działanie w stosunku do różnych grup drobnoustrojów. Ważne jest, aby dobrać odpowiednią substancje, do danego rodzaju żywności i występujących w niej drobnoustrojów (Gajda, 2006).

Chemiczne środki konserwujące powinny być stosowane do utrwalania żywności tylko wtedy, gdy procesy technologii fizycznej tj.: chłodzenie, zamrażanie suszenie, sterylizacja, bądź biologiczne, do których należy ukwaszanie, nie mogą być stosowane do zakonserwowania danego produktu, czy też ich stosowanie nie przynosi oczekiwanych rezultatów. Należy również pamiętać, że tak samo jak inne czynniki powodujące zahamowanie rozwoju drobnoustrojów, konserwanty są skuteczne wtedy, gdy stosowane są do surowców lub produktów o świeżości „handlowej”. Nie należy stosować dodatków do żywności, jako substancji polepszającej trwałość produktów spożywczych wadliwej jakości (Rutkowski, 2007).

Chemiczne metody utrwalania żywności:

4.1. substancje chemiczne stosowane w sciśle określonych dawkach:

4.1.1. Kwas sorbowy (E200)

4.1.2. Kwas benzoesowy (E210)

4.1.3. Roztwór wodny lub gazowy ditlenku siarki (E220)

4.1.4. Kwas mrówkowy (E236)

4.2 Utrwalanie za pomocą kwasów organicznych i nieorganicznych

4.3 Wędzenie- metoda konserwacji żywności (mięsa i przetworów mięsnych, ryb, serów itp.) za pomocą dymu. W wyniku tego procesu produkty żywnościowe uzyskują specyficzny zapach, smak i zabarwienie powierzchni.

Dym jest wytwarzany przez powolne, kontrolowane spalanie materiału drzewnego w generatorach wędzarniczych, w tradycyjnych paleniskach lub otrzymywany z polan odpowiednio twardego drewna metodą cierną. Do wędzenia używa się drewna drzew liściastych - zwłaszcza bukowego, dębowego i olchowego, a metodą tradycyjną również drewno z drzew owocowych, zwłaszcza pestkowych.

Znaczna część wyrobów mięsnych, a większość rybnych, jest poddawana procesowi wędzenia trwającemu od ułamka godziny do paru tygodni (zależnie od temperatury i składu dymu oraz od charakteru wędzonego produktu).

Działanie dymu wędzarniczego w głębi masy produktu jest słabe. Wyraźne działanie konserwujące występuje na powierzchni produktu i w jego warstwach przypowierzchniowych. Jest to wynikiem osadzania się związków chemicznych dymu na powierzchni produktu.

Peklowanie - proces technologiczny polegający na działaniu solanki lub mieszanki peklującej na mięso. Efektem tego procesu jest utrwalanie barwy, wytworzenie charakterystycznego smaku i zapachu mięsa oraz przedłużenie trwałości produktu poprzez hamowanie wzrostu bakterii chorobotwórczych i gnilnych.

11. Operacje mechaniczne w technologii żywności, podział, znaczenie i zastosowania.

Mechaniczne operacje technologiczne polegają na działaniu na surowiec i inne materiały siłami zewnętrznymi wywołującymi ruchy materiału lub jego odkształcenie, czyli dzielenie lub aglomerację.

Mechaniczne operacje technologiczne to:

- rozdrabnianie,

- rozdzielanie,

- mieszanie,

- dozowanie,

Rozdrabnianie to operacja jednostkowa, polegająca na dzieleniu ciała na części pod wpływem działania sił mechanicznych. W TŻ rozdrabnianiu najczęściej poddaje się ciała stałe jak: ziarna zbóż, owoce, warzywa, mięso, ziemniaki.

Rzadziej rozdziela się ciała płynne np. przy emulgowaniu oleju z wodą,, homogenizowaniu, mieszaniu dwóch lub większej ilości nie mieszających się płynów, jeszcze rzadziej rozdziela się gaz.

W wyniku rozdrabniania następuje zmniejszenie wymiarów cząstek materiału i zwiększenie ich powierzchni do masy, co ma duże znaczenie w przebiegu wielu procesów i operacji technologicznych.

Przykłady stosowania rozdrabniania w celu:

- usuwanie części jadalnych od niejadalnych np. otrąb od mąki,

- do wydobywania struktur pożądanych z rozdrobnionych struktur tkankowych czy komórek, np. tłuszczu z tkanki tłuszczowej, ziaren skrobi z ziemniaków.

- do otrzymywania gotowych produktów w postaci sproszkowanej.

- ułatwia dokładne wymieszanie składników.

Przykłady: krojenie i cięcie (np. szatkowanie kapusty do kiszenia), mielenie (Suchych nasion), gniecenie (owoców na sok), rozcieranie, przecieranie, szarpanie (owoce przeznaczone do tłoczenia).

Rozdzielanie ma ono miejsce obróbce wstępnej surowca podczas wydobywania z niego składników, następnym usuwaniu wody, odpylaniu powietrza.

Rozdzielanie zawiesin lub emulsji:

Sedymentacja - samoczynne rozwarstwiani się zawiesin na skutek różnicy gęstości cząstek zawieszonych stanowią fazę rozproszoną i fazę ciągłą.

Filtracja - polega na rozdzielaniu dwóch faz mieszaniny przez zatrzymanie mechaniczne jednej z nich na przegrodzie porowatej w odpowiednich urządzeniach zwanych filtrami.

Za jej pomocą oddziela się; ciało stałe od cieczy, ciało stałe lub ciecz od gazu.

Jest ona bardzo ważna w TŻ wszędzie tam gdzie chodzi o pozbawienie zmętnień ekstraktów i roztworów ( produkcja soków i syropów owocowych), lub przy oddzielaniu produktu od towarzyszących mu w czasie przerobu części stałych. ( np. oddzielenie brzeczki piwnej od młóta i chmielu, oddzielenie wina od osadów drożdżowych).

Wirowanie - polega na rozdzielaniu płynnych układów niejednorodnych pod działaniem siły odśrodkowej w urządzeniach zwanych wirówkami.

Rozdzielanie materiałów sypkich: przesiewanie i odsiewanie, łącznie z procesami rozdrabniania są stosowane w przemyśle młynarskim, w przemyśle koncentratów spożywczych, cukiernictwie, piekarnictwie, i mleczarstwie.

Odpylanie powietrza to metoda stosowana do rozdzielania niejednorodnych układów składających się z cząstek rozdrobnionego ciała stałego zawieszonych w środowisku gazowym, nazwanych pyłami.

Mieszanie operacja jednostkowa w wyniku, której otrzymuje się jednorodną mieszaninę z dwóch lub większej liczby składników przez dyspersje jednego z drugim. Zazwyczaj stosuje się ten proces w celu: dokładnego wymieszania składników surowcowych i różnych dodatków, przyśpieszenia samorzutnych procesów zachodzących w żywności ( sedymentacji powodującej rozwarstwianie się surowca), otrzymywanie układów dyspersyjnych(tj. zawiesiny, emulsje czy piany), nasycanie roztworów CO2.

Formowanie - operacja jednostkowa, w której żywność charakteryzuje się duża lepkością

Albo ciastowatą, czy lepko - sprężystą teksturą. Uzyskuje różny kształt oraz wielkość w wyniku prasowania, wycinania, tłoczenia itp. zabiegów. Formowaniu oddaje się zazwyczaj półprodukty jak np. ciasto czy herbatniki przed pieczeniem lub gotowe produkty przed zapakowaniem lub w czasie pakowania (masło, margaryna). Pozwala ono na zwiększenie asortymentu na rynku: makaronów, pieczywa, przekąsek i wyrobów cukierniczych.

Dozowanie - polega na odmierzaniu i dodawaniu ściśle określonych ilości, surowców, materiałów pomocniczych, półproduktów, dodatków funkcjonalnych jak i gotowych produktów. Jest to bardzo powszechna operacja technologiczna w przemyśle:

Koncentratów spożywczych, cukierniczym, piekarniczym, lub tam gdzie linie produkcyjne kończą się formowaniem, porcjowaniem lub rozwałkowaniem gotowego produktu do małych jednostkowych opakowań.

12. Operacje dyfuzyjne w technologii żywności, podział, znaczenie i zastosowania.

- ekstrakcja,

- destylacja i rektyfikacja,

Destylacje można podzielić na:

- prostą (kotłową); polega na ogrzaniu cieczy do wrzenia, a następnie skropleniu powstałej pary. Podczas tej destylacji temp. nie jest stała, ponieważ do pary przenika przede wszystkim składnik niżej wrzący, a tym samym jego zawartość w cieczy stale maleje.

- równowagową; polega na tym, iż powstająca para i faza ciekła kontaktują się ze sobą przez cały czas trwania procesu, a dopiero pod koniec następuje ich rozdział.

- próżniowa; jeśli destylowana ciecz ze względu na zawartość składników termolabilnych nie może być poddawana działaniu wysokiej temperatury to wówczas destylację prowadzi się pod zmniejszonym ciśnieniem, łącząc chłodnice z pompą próżniową wypompowujemy nieskroplone gazy, zachodzi tu naruszanie równowagi fazowej.

- z parą wodną; pozwala ona rozdzielić różne związki w niższej temperaturze niż temperatura wrzenia czystego związku. W czasie wrzenia mieszaniny dwóch związków nie mieszają się ze sobą np. benzyna i woda, do fazy parowej każdy z nich przechodzi niezależnie od siebie. Zastosowanie przy produkcji olejków eterycznych.

Rektyfikacja jest stosowana w przypadku, gdy destylowana mieszanina składa się z kilku cieczy o zbliżonej temperaturze wrzenia to wtedy destylacja prosta nie wystarczy do rozdzielania jej na poszczególne składniki.

Ma ona zastosowanie do azeotropowego odwadniania alkoholu ( odwadnianie przez dodawanie odwadniaczy np. wapna palonego), destylacyjne oddzielanie alkoholu.

Ekstrakcja- wyodrębnianie z mieszaniny stalej plynnej lub gazowej składnika lub grupy składników za pomoca odpowiedniego rozpuszczalnika.

Ekstrakcja w zależności od materiału ekstrahowanego, użytego rozpuszczalnika, temp. i czasu ekstrakcji wyróżniamy następujące sposoby:

- ługowanie- przy udziale wody, jako rozpuszczalnika ośrodków stałych

- dializę- zachodząca przez błonę częściowo przepuszczalną umożliwiającą dyfuzje składników o mniejszej masie cząsteczkowej.

-macerację- polega na zalaniu surowca rozpuszczalnikiem, a następnie oddzielenie ekstraktu od ekstrahowanej substancji,

-perkolację-(wypieranie) w której rozpuszczalnik pod wpływem siły ciężkości przez materiał ekstrahowany

-metodę immersyjną lub dyfuzja gdzie surowiec jest całkowicie zanurzony w rozpuszczalniku będącym w ciągłym przepływie

- ekstrakcję wielostopniową- kilkakrotne przemywanie surowca najpierw ekstraktem, a koniec czystym rozpuszczalnikiem przepływającym w przeciwprądzie.

Proces ekstrakcji składa się z trzech etapów:

1) wymieszaniu surówki ekstrakcyjnej z rozpuszczalnikiem,

2) rozdzielaniu powstałych faz,

3) usunięcia i regeneracji rozpuszczalników z każdej fazy

Szybkość ekstrakcji jest wprost proporcjonalna do siły napędowej procesu i odwrotnie proporcjonalna i odwrotnie proporcjonalna do oporu dyfuzyjnego.

Ekstrakcja ciał stałych.

Ciała stałe, które poddawane są ekstrakcji w przemyśle spożywczym mają budowę kapilarno- porowatą utrudniającą ruch masy w ich wnętrzu. Z tego powodu zarówno tkanki zwierzęce jak i roślinne przed rozpoczęciem ekstrakcji muszą być poddane wcześniejszej obróbce (rozdrabnianie, ogrzewanie, zamrażanie, fermentacje). Po takim zabiegu całkowity opór dyfuzyjny mieści się w błonach komórkowych.

Proces ekstrakcji może być prowadzony:

- współprądowo,

- przeciwprądowo,

- z idealnym wymieszaniem,

- w sposób kombinowany.

Ekstrakcja cieczy.

Rozdzielanie jednorodnych mieszanin ciekłych przez ekstrakcję jest stosowana wtedy, gdy ich rozdzielanie przez rektyfikację jest niemożliwe lub nieopłacalne.

Rektyfikacji nie można zastosować, gdy:

- tworzy się azeotrop mieszaniny,

- składniki rozdzielanej mieszaniny łatwo rozkładają się w podwyższonej temperaturze,

- rozdzielane są związki o bardzo podobnej temperaturze wrzenia.

Zastosowanie ekstrakcji w przemyśle spożywczym:

- produkcja cukru z buraków,

- olejów z nasion roślin oleistych,

- olejków zapachowych, enzymów, witamin, ekstraktów kawy i herbaty.

- ekstrakcję wodną (ługowanie) stosuje się przy sporządzaniu brzeczki piwnej (tzw. zacieranie) proces ten polega na zalaniu gorącą wodą ześrutowanego słodu i ma na celu wyługowanie rozpuszczonych w wodzie składników ekstraktu.

- przemysł koncentratów spożywczych - ekstrakcję stosuje się do produkcji koncentratów witaminowych.

13. Operacje i procesy fizykochemiczne w przetwórstwie żywności, podział, znaczenie, zastosowania.

Zastosowanie ogólnie

Operacje fizykochemiczne polegają głównie na zmianie stanu skupienia lub rozproszenia przetwarzanego surowca. Wykorzystuje się je w technologii do :

• nadawania produktom płynnym konsystencji bardziej zestalonej, przez wprowadzanie subst. wiskozogennych (np. dekstryn) lub żelujących (pektyn , żelatyny)

• tworzenie struktury jednorodnej układów wielopostaciowych (dodatek emulgatorów przy produkcji margaryny)

• destabilizacja układów złożonych, w celu wydzielenia z nich składnika(koagulacja mleka) albo otrzymywanie 1 czystego składnika (krystalizacja cukru)

Krystalizacja - wydzielenie fazy stałej w postaci kryształów z fazy płynnej lub gazowej (kondensacja sublimacyjna) Stosowana jest do:

• wydzielania z surowca składnika w czystej postaci krystalicznej

• krystalizacja składnika bez wydzielania go z gotowego produktu

W pierwszym przypadku wykrystalizowany składnik stanowi główny produkt końcowy( cukry, kwasy spożywcze, witaminy, aminokwasy). Dąży się do tego aby otrzymać jak najwięcej dużych kryształów bo od tego zależy wydajność i jakość gotowego produktu.. Duże kryształy jest łatwiej oddzielić do macierzystego płynu.

W drugim przypadku jakość produktu zależy od tego jak małe są kryształy (lody, mleko zagęszczone z dodatkiem cukru). Powinny być jak najmniejsze bo wtedy nie są one np. wyczuwalne w czasie konsumpcji produktu i nie powodują wad np. mączystość

Krystalizacja jest stosowana do produkcji sacharozy w przemyśle cukrowniczym i jest przykładem krystalizacji składnika z roztworu. Sacharozę otrzymuje się przez wykrystalizowanie jej z oczyszczonego i zagęszczonego do tzw. cukrzycy soku buraczanego. W celu wydobycia z soku gęstego jak największej ilości cukru o jak największej czystości proces krystalizacji prowadzi się wielokrotnie a otrzymane kryształy poddaje się afinacji (zmywanie warstewki syropów między kryształowych przylegających do powierzchni kryształów cukru)

Do wydzielania niewielkiej ilości glicerydów stałych, z olejów ze słonecznika lub bawełny, które podczas przechowywania wytrącają się i powodują zmętnienie, osad, stosowana jest krystalizacja frakcyjna. Krystalizacja frakcyjna to operacja polegająca na powolnym ochładzaniu tłuszczu stopionego lub rozpuszczonego w rozpuszczalniku organicznym, w celu rozdzielenia go na frakcję o różnym zakresie temp. topnienia.

Krystalizacja taka stosowana jest tez do rozdziału tłuszczu mleka lub masła na 2 lub więcej frakcji. Wydzielone frakcje są potem stosowane do regulowania konsystencji masła, do produkcji lodów spożywczych, czekolady , majonezów, herbatników

Sorpcja-proces zachodzący podczas zetknięcia się dwóch faz:

• adsorpcja - zwiększenie stężenia substancji na granicy faz (adsorpcja dodatnia), lub zmniejszenia (adsorpcja ujemna)

• absorpcja - pochłanianie substancji i równomierne jej rozprowadzenie w całej masie jednej z faz

Substancja pochłaniająca to sorbent, pochłaniania - sorbat

ADSORPCJA

W zależności od działania sił między adsorbentem i adsorbatem wyróżniamy:

• adsorpcja fizyczna - wywołana przez siły -Van der Waalsa

• adsorpcja kondensacyjna - polegająca na działaniu ciśnienia kapilarnego, wytworzonego w menisku cieczy przez napięcie powierzchniowe i powodujące takie zagęszczenie gazów i par w porach adsorbentu, ze następuje ich skraplanie

adsorpcja chemiczna - przy udziale sił chemicznych, na granicy faz powstają jednocząsteczkowe warstwy zw. Chemicznych, adsorbenta i adsorbatu.

Adsorpcja jest wykorzystywana do:

- adsorbowania na powierzchni cieczy substancji obniżających napięcie powierzchniowe, sub. Te nazywamy powierzchniowo - czynnymi, wykorzystuje się je do stabilizowania różnych układów dyspersyjnych typu emulsji i pian w procesie mycia,

- wymiana jonów adsorbenta z jonami znajdującymi się w roztworze, odkażanie żywności, usuwanie soli min. z mleka i serwatki, przy produkcji odżywek dla niemowląt, otrzymywanie laktozy,

- chłonięcie rozpuszczalnika i pęcznienie ciał np. chłonięcie wody przez ziarenka skrobii przy jej kleikowaniu,

Najczęściej stosuje się:

-cukier do odbarwiania cukru, syropu skrobiowego, hydrolizatów białkowych, klarowania win.

Inne substancje to agar, ziemia bieląca, skrobie modyfikowane.

Absorpcja

Największe zastosowanie na pochłaniania gazu w cieczy,

Ditlenek węgla jest stosowany do nasycania cieczy tzw. saturacji w:

- do produkcji win szampańskich,

SO2 do tzw. siarkowania

- w celu usunięcia z wina nieprzyjemnego zapachu,

- w zapobieganiu ciemnieniu nieenzymatycznemu,

- do konserwowania półproduktów: pulp, miazg, przecierów, moszczy.

14. Rozdzielanie materiałów niejednorodnych.

Ze względu na charakter materiału rozdzielanie dzielimy na rozdzielanie w ośrodkach:

• stałym sypkim złożonym z cząstek lub elementów o dużej rozpietości wymiarów od paru μm (produkt przemiału zbóż) do kilkunastu cm (jaja, owoce)

• ciekłym typu zawiesin lub emulsji (rozdział kuleczek tłuszczu w mleku)

• półstałym np., miazga roztartych owoców

• gazowym rozdzielanie cząstek stałych lub płynnych od fazy ciągłej gazowej np. (odpylanie powietrza)

Desorpcja - zjawisko odwrotne do sorpcji. Zastosowanie:

- odzyskiwanie gazu użytego uprzednio do nasycania ośrodka ciekłego,

- desulfitacja półproduktów traktowanychSO2,

- regeneracja adsorbentów,

- usuwanie powietrza i wprowadzanie jego miejsce gazu nieczynnego w opakowaniach.

Tworzenie emulsji:

Emulsja - makroskopowo jednorodny układ dyspersyjny dwóch niemieszających się ze sobą cieczy. Jedna z nich stanowi fazę zdyspergowaną (rozproszoną) a druga ciecz, w której są zawieszone kuleczki fazy rozproszonej to faza dyspergująca, ciągła inaczej.

Wyróżniamy emulsje typu:

- olej w wodzie,

- woda w oleju.

Rozdzielanie zawiesin lub emulsji

Wyróżniamy tutaj najczęściej; sedymentacje, filtracje i wirowania

Sedymentacja polega na samoczynnym rozwarstwieniu się zawiesin wskutek różnicy gęstości cząstek zawieszonych, stanowiących fazę rozproszoną i cząstek fazy ciągłej (zwykle wody lub rozcieńczonego soku komórkowego)

Gdy zawieszone cząst. mają > gęstość od fazy ciągłej (ziarenka krochmalu we wodzie) to opadają na dno i, po pewnym czasie przez ostrożne odprowadzenie (np. zlewarowanie) mniej lub bardziej klarownej cieczy znad osadu, uzyskuje się pożądane rozdzielenie faz.

Gdy jest odwrotnie (kuleczki tłuszczowe w mleku) to zawieszone cząstki, zbierają się w górnej warstwie i mogą być oddzielone.

Opadanie cząstek i unoszenie się opisuje prawo Stokesa

jednostka opadania=srednica²*(różnica gęstości fazy ciągłej i rozproszonej)*grawitacja/9*lepkość dynamiczna

Urządzenia do do rozdzielania zawiesin na ciecz klarowną i osad pod wpływem siły ciężkości to odstojniki lub dekantatory.

Podział ze względu na sposób działania:

• odstojniki o działaniu okresowym-napełnia się jednorazowo, w miarę opadania czast. Usuwa się ciecz sklarowana, po całkowity odprowadzaniu cieczy osadu usuwa się osad

• odstojniki o działaniu ciągłym- zasilanie i odbiór klarowanej cieczy i osadu w sposób ciągły

• odstojniki działające w systemie półciągłym-zasilanie i odprowadzanie cieczy w sposób ciągły a usuwanie osadu okresowo

Filtracja-zatrzymywanie stałych (czasem ciekłych) cząstek- zawiesin na porowatej przegrodzie (filtrze), a przepuszczanie cieczy lub gazu stanowiącego ośrodek dyspersyjny.

Przykład: Oddzielanie wina od osadów drożdżowych

Urządzenia to filtr którego częścią roboczą jest przegroda filtracyjna:

• tkaninowa (len , bawełna, juta, jedwab)

• metalowa (siatka niklowa, aluminiowa)

• ceramiczna (spiekany kwarc)

• celulozowa w postaci kartonów

Filtry mogą być:

• pojedyncze i złożone

• pracować periodycznie lub okresowo

• pod zwykłym ciśnieniem, podciśnieniu lub nadciśnieniu

najczęściej stosuje się filtry ciśnieniowe i próżniowe.

Filtry ciśnieniowe- działają pod podwyższonym ciśnieniem przed warstwa filtrującą

Filtry próżniowe- działają pod obniżonym ciśnieniem za warstwą filtracyjną

Wirowanie- rozdzielanie płynnych układów niejednorodnych pod działaniem siły odśrodkowej w urządzeniach zwanych wirówkami

Zależnie od sposobu rozdzielania c. stałego z cieczy i cieczy z cieczy (z emulsji) rozróżniamy wirówki:

• filtracyjne- przepływ filtratu jest wymuszony siłą odśrodkową

• sedymentacyjne- do podziału trudno filtrujących się zawiesin i klarowania zawiesin z niewielką ilością fazy stałej

• separacyjne (separatory, centryfugi)- do rozdziału skł. Mieszaniny cieczy różniących się gęstością oraz drobnych zawiesin i skł. emulsji

Rozdzielanie mas półstałych- soczystych

Takimi ośrodkami są różne miazgi owoców z których przez tłoczenie oddziela się sok-moszcz.

Urządzenia

prasa ślimakowa - powodują prasowanie miazgi wskutek zmniejszającego się skoku śruby lub w następstwie zwężania się płaszcza sitowego

prasy pneumatyczne - tłoczenie pod działaniem sprężonego powietrza na elastyczny cylinder z miazgą

prasy koszowe

prasy warstwowe

prasy taśmowe - ciśnienie w nich wywierane jest na surowiec przesuwany na taśmie jest powodowane przez mechanizm hydrauliczny, pneumatyczny lub mechaniczny

Odpylanie powietrza- zawiesiny drobnych cząstek cieczy w powietrzu tworza mgły, cząstek stalych dymy

Odpylanie powietrza

Oddzielanie zawieszonych czast. Z powietrza dokonuje się:

• sposobem grawitacyjnym

• za pomocą siły odśrodkowej czyli pod działaniem siły bezwładności

• za pomocą filtrów

• systemem mokrym (za pomoc różnego systemu płuczek lub zwilżaczy rozpyłowych)

• za pomocą pola elektrostatycznego

16. Utrwalanie żywności oparte o regulacje aktywności wodnej

Aktywność wody w żywności - stosunek ciśnienia pary wodnej nad żywnością p do ciśnienia pary wodnej nad czysta wodą p₀ w tej samej temperaturze.

Teoretycznie a_w może przyjmować wartości od 0 (gdy w żywności brak jest absolutnie wody) do 1 (gdy jest to czysta woda)

Ze względu na sposób osiągania aktywności wody powodujący utrwalenie żywności wyróżniamy:

• metody oparte na dodawaniu subst. osmoaktywnych do żywności

• metody oparte na usuwaniu wody z żywności

• metody kombinowane czyli dodawanie subst. osmoaktywnych i jednoczesne odwadnianie

Osmoaktywne metody: wykorzystuje się tutaj głównie procesy wywołane dodawaniem cukru lub soli kuchennej

Min wartość a_w przy której mogą się rozwijac bakterie:plesnie:drożdże 0,91:0,88:0,8

Dodawanie cukru: Rozwój większości bakterii jest hamowany przy stęż. Cukru 25-35%, a drożdży >65%, dla pleśni ok. 75-80%

Typowym przykładem zastosowania cukru jako prawie wyłącznego czynnika konserwującego są syropy owocowe, w których zawartość ekstraktu ogólnego wynosi 67-68%, zatem rozwój bakterii i drożdzy jest zahamowany??nie wiem czy cos z tego wynika mądrego bo zdanie w książce jest bez kontekstu tak jakby??

Sól kuchenna dzięki niższej masie czast. i zdolności do dysocjowania ma większą zdolność hamowania rozwoju drobnoustrojów niż cukier. Przy dawce 18-20% soli uzyskuje się pełne zakonserwowanie żywności, która przed jej użyciem wymaga odsolenia przez moczenie w wodzie w celu umożliwienia dyfuzji soli.

Jest to najstarsza metoda utrwalania żywności stosowana do produktów, których podstawowe skł. Odżywcze są mało lub w ogóle nierozpuszczalne w wodzie (np. słonina, ogórki, śledzie, grzyby)

zagęszczanie żywności (koncentracja)

Ze względu na typy operacji wyróżniamy następujące metody odwadniania:

• mechaniczne np.wirowanie, sączenie, prasowanie

• fizykochemiczne np. zastosowanie środków odwadniających

• dyfuzyjno-cieplne np., zageszczanie, suszenie

Inny podział:

• zagęszczanie stosowane do usuwania wody z ciał płynnych do zawartości ok.30% przez transport molekularny i turbulentny w procesie ustalonym

• suszenie do redukcji wody do zawartości 10-15% (czasem do 20%) w procesie nioeustalonej dyfuzji cząstkowej wody z ciał mniej lub bardziej sztywnych w postaci kawałków, ziarn lub kropel

Zagęszczanie dzieli się na:

• równowagowe, natepuje tu przemiana faz i maksymalny rozdział wody jest uzyskiwany w momencie osiągnięcia równowagi fazowej wszystkich składników znajdujących się w fazie zageszczanej i zageszczającej: odparowanie, kriokoncentracja i klatracja

• nierównowagowe zachodzi bez zmiany faz i przy zastosowaniu membran selektywnie przepuszczających wodę: osmoza, odwrócona osmoza, ultrafiltracja

Odparowanie ma największe znaczenie praktyczne, następuje ono w dowolnej temperaturze ale najintensywniej w temp. wrzenia, gdy prężność nasyconej pary wodnej równa się ciśnieniu zewnętrznemu i parowanie przebiega na powierzchni i w całej objętości. Temp. wrzenia pod. Normalnym cis. Wynosi 100'C i wzrasta wraz z ciśnieniem i stężeniem substancji w niej rozpuszczonej. Obniżenie ciś . Powoduje ze woda wrze i paruje w niższej niż 100'C temp. odparowanie prowadzi się w wyparkach (aparatach wyparnych) - pod zmniejszonym ciś. (Próżniowe wyparki) lub pod zwykłym ciśnieniem (otwarte wyparki). By oszczędzić zużycie ciepła łączy się wyparki (wyparki wielodziałowe)

kriokoncentracja (zageszczanie przez zamrażanie) polega na częściowej krystalizacji wody i oddzieleniu kryształów od zagęszczonej fazy ciekłej. Ze względu na prowadzenie operacji w niskiej temp. koncentrat zyskuje na jakości smakowo-zapachowej i wartości odżywczej bo są w nim dobrze zachowane subst. Lotne i wrażliwe na ogrzewanie witaminy, barwniki itp. Wydzielenie kryształów lodu prowadzi się w wymiennikach: rurowych , płytowych, bębnowych, krystalizatorach próżniowych chłodzonych wewnatrz. Pożądane są duże kryształy bo małe podwyższają koszty oddzielenia lodu i powodują straty koncentratu z oddzielanym lodem. Do oddzielania kryształów stosowane są prasy hydrauliczne tłokowe i śrubowe

Klatracja polega na dodaniu do roztworu subst. Chem. (propan, butan, freon) tworzących z wodą hydrat, które po krystalizacji są usuwane z roztworu. Klatracja powoduje zanieczyszczenie żywności i nie jest stosowana na skale przemysłową

Osmoza - samorzutne przenikanie rozpuszczalnika z roztworu o mniejszym stężeniu (lub z czystego rozpuszczalnika) do roztworu o większym stężeniu przez błonę przepuszczalną tylko dla rozpuszczalnika. Siłą napędową czaśt. Rozpuszczalnika jest różnica potencjałów chemicznych po obu stronach membrany. Na granicy między roztworami o różnym stężeniu istnieje ciśnienie-- ciśnienie osmotyczne. Działa ono na błonę półprzepuszczalną w kierunku zgodnym ze zmniejszeniem stęż. Rozp. Osmoza jest prowadzona w osmoforach

Dodatkowe zwiększenie ciśnienia na membranę przez wywarcie ciśnienia zewnętrznego na powierzchnię roztworu spowoduje przepływ wody przez membranę w kierunku przeciwnym do kierunku przenikania osmotycznego i to jest odwrócona osmoza

Dializa zjawisko podobne do osmozy, różniące się jedynie większą przepuszczalnością błony, pozwalająca na przechodzenie przez nią nie tylko rozpuszczalnika ale i innych cząsteczkowych składników w nim rozpuszczalnych. Stosowana do oddzielania subst. mineralnych z mleka, serwatki

Ultrafiltracja - różni się od osmozy i dializy tym że selektywne przenikanie składników roztworu przez błonę półprzepuszczalna jest wymuszone, od odwróconej osmozy różni się gęstością błon i wysokością stosowanego ciśnienia. w UF dąży się do oddzielania wody wraz z rozpuszczonymi w niej składnikami małocząsteczkowymi (cukry, proste, sole, jony) i zatrzymanie makrcząst. o masie >500, małych kropelek tłuszczu

Suszenie - zespół operacji technologicznych, mających na celu zredukowanie zawartości wody w produkcie przez jej wyparowanie i zmieszenie przez to aktywności wody do wartości uniemożliwiającej rozwój drobnoustrojów jak i ograniczenie do minimum przemian enzym.- i nieenzymatycznych. Przy zmniejszeniu wody w prod. do 15% hamuje się rozwój pleśni i drobnoustrojów, do 5% (czasem 1%) zmian nieenzymatycznych i enzym. Dalej o tym suszeniu to jest w pytaniu 7

16. Mikrofale i podczerwień- mechanizm działania oraz zastosowanie w gastronomi i przemyśle spożywczym

Dla celów przemysłu spożywczego stosuje się mikrofale tylko o określonych częstotliwościach (2450 i 915 MHz), aby wyeliminowac możliwość zakłócania innych urządzeń pracujących w tym zakresie widma elektromagnetycznego.

Mikrofale wytwarza się w urządzeniach zwanych magnetronami, które przemieniaja energie elektryczną o niskich częstotliwościach w pole elektromagnetyczne o częstotliwośći rzędu miliardów Hz. O zachowaniu się produktu w polu elektromagnetycznym decyduje jego przenikalność elektryczna, zwana też stała dielektryczna i scisle z nią związany współczynnik strat dielektrycznych, które zależne są od składu. Po wniknięciu mikrofal do produktu oddziałują one z dipolami wody, co powoduje ich reorientacje, rozrywanie wiązan wodorowych miedzy sąsiednimi cząsteczkami i generowanie ciepła poprzez tarcie molekularne. Stan skupienia w sposób istotny wpływa na właściwości dielektryczne produktu. Na przykład procesowi zamrazania towarzyszy bardzo wyrażne zmniejszanie się stałej dielektrycznej. Szybkość i równomierność ogrzewnia zalez od składu produktu, temperatury, kształtu , struktury, rozmiarów oraz mocy i częstotliwości mikrofal.

Zastosowanie:

Temperyzacja- ogrzanie produktu zamrożonego do ok. -3C tak by dalo się go swobodnie kroic. Zaleta jest krótki czas oraz możliwość rozmrażania produku w opakowaniu co zapobiega namnazaniu drobnoustrojów, mniejsze sa również straty wagowe

Suszenie- najczęściej suszone asortymenty to makaron, przyprawy, koncentrat pomidorowy, ryz , bekon. Mikrofale przechodzą przez warstwy zewnętrzne wysuszone i docieraja do nie odparowanej wilgoci i tam generuja ciepło.

Gotowanie- stosuje się do wstępnego gotowania bekonu, mięsa i części drobiu z przeznaczeniem na rynek detaliczny

Domowe zastosowanie- głownie rozmrażanie, podgrzewanie żywności

Promieniowanie podczerwone jest forma energi elektromagnetycznej emitowanej przez obiekty gorące. Podczas absorpcji na powierzchni materialu ogrzewanego traci ono swoja energie. Szybkość ogrzewania tą metoda zależy od temperatury ciała emitującego i absorbującego podczerwień oraz kształtu i właściwości powierzchni obu tych cial.

Ilosść energi wyemitowana w przez cialo doskonale czarne:

Q=ῥAT⁴ ῥ-stala Stefana-boltzmana

1. Powierzchnia emitera T- temperatua absolutna

Żródła promieniowani podczerwonego stosowane w przemyśle to płaskie i rurowe grzejniki z metalowym elementem grzejnym, grzejniki ceramiczne oraz urządzenia halogenowe wyposażone w kwarcowe rury wypełnione żarnikami elektrycznymi

Zastosowanie:do obsuszania materiałów(skór, butelek) do suszenia materiałow w warstwach cienkich(owoców, warzyw, zboża, grzybó, makaronu), w piekarstwie(pieczenie, obżarzanie), w suszeniu mięsa

17. Ogólne zasady utrwalania żywności

Cel:

• wstrzymanie tkankowych procesów biochemicznych (oddychanie tkankowe tlenowe i beztlenowe,, ciemnienie enzymatyczne, rozpad wewnętrzny)

• wstrzymanie zmian fizycznych (zmiany struktury, konsystencji)

• wstrzymanie zmian chemicznych - nieenzymatycznych (utlenianie witamin, rozkład barwników naturalnych)

• niedopuszczenie do rozwoju i działalności drobnoustrojów (przez ich zniszczenie lub usunięcie z zabezpieczeniem przed reinfekcją)

• zabezpieczenie przed inwazją i rozwojem szkodników (wołek zbożowy, rozkruszek)

• zabezpieczenie przed skażeniami (zakurzeniem zanieczyszczeniami chem. i radionuklidami)

Podział metod:

1. Fizyczne:

• obniżenie temp. (chłodzenie i zamrażanie)

• ogrzewanie (pasteryzacja, sterylizacja, tyndalizacja)

• odwadnianie (zagęszczanie, suszenie)

• dodawanie substancji osmoaktywnych (cukru, soli)

• dodawanie stabilizatorów

• stosowanie promieni jonizujących

• stosowanie wysokich ciśnień, gazów

2. chemiczne

• dodawanie chemicznych środków konserwujących

• peklowanie

• wędzenie

3. biotechnologiczne

• fermentacja mlekowa

• fermentacja alkoholowa

• fermentacja propionowa

Do metod zaliczmy także odpowiednie opakowanie żywności a szczególnie hermetyczne zastąpieniem powietrza przez gazy obojętne chemiczne lub opakowani aseptyczne.

Mechanizm to chyba jest bioza anabioza itd. ale nie wiem tego na100%????? to jest na 2 stronie wyładów z chłodnictwa

18. Zagrożenia dla bezpieczeństwa żywności mogące powstać w procesie technologicznym i sposoby ich eliminacji.

Czym jest zagrożenie mikrobiologiczne?
Zagrożenia mikrobiologiczne stanowią zagrożenia wywołane mikroorganizmami patogennymi, takimi jak: grzyby, pierwotniaki, wirusy, bakterie oraz organizmy bakteriopodobne. Źródłem zagrożeń może być sam człowiek, w wyniku niezachowania zasad higieny żywności w łańcuchu żywnościowym, obecność szkodników: ptaków, gryzoni, owadów, jak również mogą one pochodzić z surowców użytych do produkcji żywności.

Zagrożenia mikrobiologiczne mogą wpływać ma zdrowie i życie człowieka w sposób bezpośredni lub pośredni. Wpływ bezpośredni polega na infekcji tkanek wywołanej przez drobnoustroje (bakterie, wirusy, pleśnie). Pośrednie oddziaływanie natomiast sprowadza się do wytwarzania przez mikroorganizmy toksyn, które powodują zatrucia pokarmowe.

1. Przemysł mleczarski:

bakterie patogenne z rodzaju:

• Salmonella (np. Salmonella Typhi, Salmonella Paratyphi, Salmonella Enteritidis i Salmonella Typhimurium),

• Staphylococcus (Staphylococcus aureus - gronkowiec złocisty),

• Shigella, Listeria (Listeria monocytogenes), Yersinia, Campylobacter (Campylobacter jejuni),

• Escherichia (Escherichia coli).

żywność jest również narażona na enterowirusy:

• Echo,

• Poliomyelitis,

• wirus zapalenia wątroby typu A (WZW).

2. Przemysł piekarniczy:

• bakterie: Bacillus megaterium, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella, Shigella;

• pleśnie i drożdze: Aspergillus, Penicillium, Pseudomonas;

• toksynotwórcze gatunki Fusarium;

• szkodniki zbożowo-mączne i ich pozostałości: rozkruszek mączny, rozkruszek szczeciniasty, wołek zbożowy, żywiak chlebowiec, trojszyk ulec, mącznik młynarek, mklik mączny, mól ziarniak;

3. Przemysł piwowarski:

• bakterie kwasu mlekowego homofermentatywne i heterofermentatywne,

• bakterie pseudomlekowe,

• bakterie kwasu octowego,

• dzikie drożdże: Saccharomycetaceae, Candida, Torulopsis i Klockera apikulata;

Przemysł drobiarski:

• nieprzetrwalnikująca mikroflora chorobotwórcza: Salmonella, Camylobacter, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica,

• przetrwalnikowa mikroflora z rodzaju Clostridium (Clostridium perfringens).

Źródła zagrożeń chemicznych:
Zagrożenia chemiczne są to wszystkie substancje chemiczne, które wprowadzone do organizmu człowieka mogą wywoływać stany zatrucia chemicznego. Źródłem zagrożeń chemicznych są np. wszystkie surowce podstawowe i pomocnicze, materiały opakowaniowe, maszyny i urządzenia.

Główne rodzaje zagrożeń chemicznych:

• pochodzenia technologicznego: środki czystości, środki używane do dezynsekcji i deratyzacji, oleje, smary, farby itp.,

• związki chemiczne: środki ochrony roślin (pestycydy), antybiotyki, hormony wzrostu, substancje antybakteryjne, metale ciężkie (arsen, ołów, rtęć, nikiel, cynk), leki weterynaryjne,

• dodatki do żywności w postaci konserwantów i polepszaczy smaku.

• 
  Zagrożenia fizyczne to wszystkie substancje obce i materiały, które normalnie nie występują w żywności, a które mogą spowodować fizyczne uszkodzenie ciała człowieka, np. jamy ustnej.

źródło;

• surowce: piasek, kamyki, kości, ości, pestki, skórki;

• opakowania: elementy drewniane z palet, plastik, szkło, kawałki metalu, sznurki;

• szkło ze sprzętu laboratoryjnego;

• elementy maszyn i urządzeń, śrubki;

• człowiek: biżuteria, guziki, włosy, paznokcie - wynikające z zaniedbań pracowników;

• zakład produkcyjny: szkło okienne, elementy lamp oświetleniowych, elementy drewniane, kamienie itp.;

• szkodniki na terenie zakładu produkcyjnego: gołębie, szczury itp.

Sposoby eliminacji:

Wdrażanie systemu HACCP w którym nadzoruje się wszystkie etapy produkcji :

- przygotowania,

- przetwarzanie,

- produkcja,

- pakowanie,

- magazynowanie,

- transport,

Aż do gotowego środka spożywczego. Bardzo ważny jest pierwszy etap - analiza zagrożeń.

Dzięki temu podejściu przed wprowadzeniem wyrobu zapobiega się lub eliminuje zagrożenia zdrowotne związane z surowcami, dodatkami i materiałami pomocniczymi, personelem, maszynami i urządzeniami, a także procesem technologicznym. Jest to najefektywniejszy sposób gwarantowania bezpieczeństwa żywności przez wszystkie organizacje zainteresowane jej bezpieczeństwem.

Stosowanie się do zasad GHP i GMP.

19. Operacje termiczne w technologii żywności, podział, znaczenie, zastosowania.

a) pasteryzację, czyli stosunkowo łagodną obróbkę cieplną żywności, w temperaturze nieprzekraczającej 100°С. Głównym celem tego procesu, jest zapewnienie bezpieczeństwa higienicznego żywności przez zniszczenie form wegetatywnych drobnoustrojów chorobotwórczych. Równocześnie gwarantuje ona wymagany stopień utrwalania produktu przez całkowite, bądź prawie całkowite, zniszczenie drobnoustrojów niechorobotwórczych, a także inaktywację enzymów, które mogą powodować psucie się produktów. W przypadku produktów kwaśnych, o bardzo niskim pH, zarówno odpowiednio dobrana temperatura, jak i czas trwania procesu pasteryzacji mogą spowodować zniszczenie przetrwalników bakteryjnych. Natomiast w przypadku produktów nie kwaśnych lub mało kwaśnych, proces ten stosowany jest w celu nie tylko całkowitego zniszczenia wegetatywnych form bakterii chorobotwórczych, ale także dla jednoczesnego zachowania walorów sensorycznych żywności sterylizację (wyjałowienie) proces cieplny, w którym, prócz wegetatywnych form drobnoustrojów usuwane są także formy przetrwalnikowe, poprzez ogrzewanie w temperaturze powyżej 100°С, zwykle w zakresie od 112 - 121°С. W czasie przeprowadzania sterylizacji temperatura nie jest stała, lecz wzrasta w trakcie ogrzewania i maleje w czasie oziębiania. Zmiany temperatury mają miejsce nie tylko w czasie, lecz również w przypadku produktu niejednorodnego (np. warzywa w zalewie) przebiegają różnie w różnych miejscach konserwy pakowanej hermetycznie. Stąd wzięło się dokładne określanie dawki cieplnej w trakcie przeprowadzania sterylizacji. Proces ten jest stosowany do utrwalania żywności, mało kwaśnej lub nie kwaśnej, której pH jest wyższe od 4,5. Czas ogrzewania np. konserw w trakcie procesu sterylizacji wynosi od pół do jednej godziny. W przemyśle spożywczym stosowane są generalnie dwie metody sterylizacji termicznej:

• sterylizacja żywności w opakowaniach hermetycznych - apertyzacja to metoda utrwalania produktów spożywczych w zamkniętych naczyniach. Aktualnie opakowania do konserw stanowią: metalowe puszki, szklane słoiki oraz zgrzewane opakowania wykonane z tworzyw sztucznych. Ważne jest odpowietrzenie naczynia oraz jego zawartości. Niewielka ilość pozostawionego powietrza uniemożliwia przeprowadzenie procesu utleniania oraz może powodować korozję puszek metalowych. Proces ten prowadzony jest w urządzeniach zwanych autoklawami w warunkach zwiększonego ciśnienia oraz temperaturze powyżej 100°С w celu osiągnięcia tzw. sterylizacji handlowej.

• sterylizacja żywności przed zapakowaniem oraz aseptyczne pakowanie to metoda zwana fasteryzacją. Jest to metoda bardziej nowoczesna od apertyzacji. Pozwala ona na wykorzystanie zasady HTST (High Temperature Short Time- wysokich temperatur w krótkim czasie)(Zin, 2008). W praktyce jest trudniejsza do realizacji, ponieważ wymaga technicznych rozwiązań, które umożliwiałby natychmiastowe ogrzanie produktu (2 - 4 sekundy) do stosunkowo wysokich temperatur (od 135°С do 160°С) oraz bardzo szybkie ochłodzenie (do 20°С) i zapakowanie do hermetycznych oraz sterylnych opakowań. Metoda ta znalazła szerokie zastosowanie w produkcji mleka systemem UHT.

• tyndalizacja to metoda od dawna stosowana do sterylizacji środowisk zawierających termolabilne składniki, które ulegają rozkładowi w temperaturze powyżej 100°С. Polega ona trzykrotnym ogrzewaniu środowiska w zakresie temperatur od 65 - 85°С, w czasie 30 minut w odstępach 24 godzinnych.

20. Procesy chemiczne

Procesy chemiczne w technologii żywności to takie których istota są reakcje chemiczne, wymagające zastosowania określonych subst. chem, i przebiegające bez udziału czynnika biologicznego.

Zasady

Z uwagi na wieloskładnikowy charakter surowców i produktów spoż, i konieczność zachowania w nich naturalnych wartości odżywczych, w technologii żywności nie można korzystać z reakcji chemicznych substancji obcych, mniej lub bardziej szkodliwych dla zdrowia. Procesy ograniczają się do przemian prostych, dających się łatwo kontrolować (hydroliza, neutralizacja), a bardziej złożony charakter mają w przypadku określonych składników, których przemiany można dość dokładnie określić i kontrolować (uwodornienie tłuszczów)

Cel

Synteza chemiczna odgrywa istotna rolę w produkcji:

• barwników spożywczych

• środków zapachowych

• konserwantów

• niektórych witamin, aminokwasów

Przykłady

Do typowych, często wykorzystywanych należą

• hydroliza

• neutralizacja

• uwodornienie

• restryfikacja

• modyfikowanie skrobi i innych skł, żywność

Przykłady szczegółowe

Hydroliza skrobi - rozszczepienie wiązań glikozydowych w cząst, skrobi, z jednoczesnym przyłączeniem po 1 cząst, wody na każde zhydrolizowane wiązanie, stosuje się hydrolizę kwasową, enzymatyczną, enzymatyczno-kwasową

Najpierw upłynnianie zawiesiny skrobi w wodzie (mleczka krochmalowego)- skrobia przechodzi wtedy w stan rozpuszczalny i następuje rozpad wiązań wodorowych między jonami -OH łańcuchów skrobi i nieznaczna hydroliza wiązań glikozydowych i depolimeryzacja łańcuchów skrobiowych. Upłynnianie uzyskuje się przez dodanie kwasu i ogrzewanie.

Na wpływ hydrolizy upłynnionej skrobi do dekstryn i potem do glukozy ma:

• stęż, kwasu

• temperatura

• ciśnienie

• czas ogrzewania

Oprócz hydrolizy skrobi występuje także rewersja glukozy(łączenie się czast, glukozy do wielocukru, najczęściej izomaltoza) i rozpad nie hydrolityczny skrobi do hydroksymetylofurfuralu, kwasu linolinowego i kwasu mrówkowego. Stopień scukrzenia skrobi określa się za pomoca równoważnika glukozowego DE Dextrose equivalent. Podaje on procentowa aż zawartość cukrów redukujących w suchej substancji hydrolizatu w przeliczeniu na glukozę.

DE=[cukry redukujące(jako glukoza)/s.m. Hydrolizatu ]*100

Scukrzenie skrobi metodą kwasową nie przebiega do końca DE do 91

Hydroliza sacharozy w produkcji miodu sztucznego

Sztuczny miód - produkt otrzymany w wyniku łagodnie kwaśnej hydrolizy sacharozy. Jest on zestalonym wskutek wykrystalizowania glukozy, której rozpuszczalność w wodzie jest 2 razy mniejsza niż sacharozy i 4 razy mniejsza niż fruktozy

Na 100kg cukru buraczanego daje się 35l wody gorącej z dodatkiem 350 g 25%HCl ii roztwór przetrzymuje się w 80'C przez 2-3h. Odpowiednio zneutralizowany , dobarwiony (np. karmelem) i zaromatyzowany hydrolizat po ostygnięciuz zestala się w jednolita, mikrokrystaliczną pomadowata masę. Ewentualnie można szczepic hydrolizat kryształkami glukozy by zapoczątkowć krystlizację.

Hydroliza białek w produkcji koncentratów spożywczych

Hydroliza polega na rozerwaniu wiązań peptydowych -CO-HN- w łańcuchach polipeptydowych białka z dołączeniem wody.

Wymaga to długotrwałego ogrzewania i wysokiego stężenia kwasów zwykle solny i siarkowy VI. Hydroliza jest prowadzona a aparatach kamionkowych lub żeliwnych powleczonych emalią kwasoodporną

Neutralizacja

Neutralizacja - proces chemiczny w którym zobojętnia się zasady lub kwasy

• W produkcji cukru skrobiowego hydrolizat kwasowy mleczka skrobiowego jest zobojętniany za pomocą sody(przy hydrolizacie kwasem solny) lub węglanem wapnia (w wypadku siarkowego VI pry czym pozostający w syropie NaCl nie jest wyczuwalny smakowo. Przy użyciu węglanów strąca się większość kwasu w postaci gipsu i usuwa się go przez filtracje

• W produkcji hydrolizatów białkowych dodawany w dużych ilościach kwas solny lub siarkowy VI musi być zobojętniony tak by pH po neutralizacji było 5,5-5,8

gdy hydrolizujemy HCl to zobojętniamy węglanem sodu a tworząca się sól czyni dalsze dosalanie brzeczki zbędnym. Wydzielający się CO₂ usuwany jest za pomocą urządzeń aspiracyjnych. Trzeba stopniowo dodawać do i mieszać by nie zaszła dezaminacja asparaginy i glutaminy, racemizacja większości aminokwasów i częściowa desulfuryzacja aminokwasów siarkowych

dezaminacja- odłączenie gr. NH₂ od białek i aminokwasów

racemizacja- przejscie formy L w D i utworzenie mieszaniny optycznie nieczynnej

desulfuryzacja - odłączanie S od związku chem.

gdy hydrolizujemy HClem to zobojętniamy węglanem sodu

• W procesie rafinacji oleju surowego - usuwa się obecne w nim wolne kw. Tłuszczowe łącznie z barwnikami i subst goryczkowymi przez neutralizacje za pomocą ługu sodowego lul r-ru sody a strącające się mydła parafinacyjne osadzają się na dnie neutralizatora. Powstają przy okazji emulsje usuwa się przez ogrzewanie z dodatkiem NaCl

Uwodornienie tłuszczów

Polega na wysycaniu wodorem podwójnych wiązań kwasów tłuszczowych. Prowadzi się go na ciekłych tłuszczach roślinnych i zwierzęcych w celu ich utwardzenia by się lepiej nadawały do wyrobu margaryn, tłuszczów do smażenia i piekarskich. Uwodornienie odbywa się w autoklawie 180'C w obecności katalizatora niklowego . Katalizator potem usuwa nie w prasie filtracyjnej

niekorzystne zjawisko to tworzenie się izomerów cis-trans

Transestryfikacja (reestryfikacja lub przeestryfikowanie)tłuszczów

Polega na wzajemnej wymianie grup acylowych (reszt kwasowych) w trójglicerydach

Wymiana grup możę wystepować:

• wewnątrz poszczególnych cząsteczek -intarestryfikacja

• między różnymi czast., triacylogliceroli -interestryfikacja

W transestryfikacji nie występują zmiany izomerii cis-trans ale zmienia się skład glicerydów i potem zmieniaja się ich cechy fizyczne i organoleptyczne

W praktyce rozróżniamy przeestryfikowanie:

• kierowane- stosowane w celu podwyższenia temp, rtp, tłuszczu np.smalu

• niekierowane -//- obniżenia -//- np. margaryna

Przeestryfikowanie umożliwia otrzymanie z nasyconych twardych tłuszczów zwierzęcych i płynnych olejów roślinnych nowych tłuszczów o dużej zawartości odżywczej (zawierają NNKT) i o korzystnych cechach organoleptycznych

Chemiczne metody modyfikowania skrobi

Depolimeryzacja skrobi metoda chemiczną polega na łagodnej hydrolizie kwasowej albo działaniem zw. Utleniających, alkalicznych lub soli. Powstaja tutaj dekstryny.

Reakcja podstawienia - przyłącznie do skrobi grup obojetnych, kationowych, anionowych. Łączą się one wiązaniami eterowymi lub estrowymi z resztami glukozy i otrzymujemy:

• estry lub etery monofunkcjonalne - wprowadzne grupy łączą się z resztami glukozy należącymi do jednego łańcucha

• estry lub etery usieciowiające -//- należacymi do różnych łańcucha

Ogłonie w technologii żywnośći Stopień podstawienia jest w przedziale 0,001-0,2.

Chemiczne modyfikacje białek

mają na celu poprawę wł. funkcjonalnych:

• rospuszczalność

• zwilżalność

• emulgowanie tłuszczu

• stabilizowanie emulsji

• pęcznienia

• rehydratacji

• twożenie żelu, włókien ,ciasta, błon, piany

W chemicznych metodach modyfikacji wykożystuje się obecnośc w nich aktywneo wodoru i reaktywnych grup.

Najczęściej wykorzystuje się reakcje:

• alkilowanie

• acylowanie- podstrawienie H grupą R - CO -

• glikozylacja-łączenie z cukrami

• estryfikacja-działanie fenolami i alkoholami

Chemiczna modyfikacja laktozy

Uwodrnienie jej pod zwiekszonym cisnieniem + katalizator niklowy, powstaje laktitol-alkohol cukrowy o delikatnym słodkim smaku, stosowany w produkcji dżemów, czekolady, odżywek dla diabetyków

Epimeryzacja (zmiana konfiguracji przy asymetrycznym at. C w zw. org. zawierajacym 2 lub więcej takich atomów) zachodząca pod wpływem ogrzewania z kwasem lub ługiem i powstaje laktuloza (dwucukier złożony z galaktozy i fruktozy), stosowana w cukiernictwie

22 | Strona

---