Wykład 05.10.09

Cele i zadania przechowalnictwa

Żywność niezależnie od pochodzenia (roślinnego lub zwierzęcego), stopnia przetworzenia (surowce, półprodukty, produkt gotowe) i sposobu utrwalenia jest przechowywana przez krótszy lub dłuższy czas. Wiąże się to z fizjologicznymi cechami człowieka, który wymaga ciągłej dostawy pokarmów i nie może odżywiać się ,,na zapas".

Zasadniczym celem przechowalnictwa żywności jest przedłużenie okresu jej podaży, przy zachowaniu dobrej jakości. Przechowywanie płodów jest znane od zarania dziejów ludzkości. Człowiek robił zapasy na okres, gdy ilość żywności była niedostateczna. Początki przechowalnictwa płodów dotyczą przechowywania:

- nasion,

- suchych owoców roślin strączkowych, zbożowych i orzechów.

Przechowywano je w pieczarach, dziuplach, dołach. Epoka Mezolitu (ok.9 tys. lat p.n.e.) pierwsze formy rolnictwa (dorzecze Eufratu. Nilu). W starożytnych Egipcie i Chinach istniało przechowalnictwo zbiorowe i państwowe (spichrze drewniane lub kamienne). W starożytnym Rzymie stosowano już konserwowanie warzyw poprzez kwaszenie, solenie i suszenie. Prasłowianie (Łużyczanie) na terenie Polski przechowywali płody w dołach, szczelinach, naczyniach glinianych. Aktualnie, do przechowywania żywności stosowane są specjalne magazyny. Jako magazyn środków spożywczych traktuje się wyodrębnioną przestrzeń przeznaczoną do przechowywania surowców, półproduktów, produktów gotowych oraz materiałów pomocniczych.

Magazyny różnicuje się ze względu na zasady rozmieszczenia materiałów i ich właściwości fizyczne i chemiczne (higroskopijność, odporność na niską i wysoką temperaturę, skłonność do samozagrzewania się, zdolność do wywarzania pyłów).

Rozróżnia się następujące magazyny:

- otwarty

- ogrodzony, odpowiednio przystosowany plac.

- półotwarty zadaszony bez ścian lub ze ściankami częściowymi (rampa kryta),

- zamknięty budynek lub pomieszczenie w budynku,

- o specjalnej konstrukcji lub wyposażeniu np. silos, zbiornik, spichrz.

Przechowywana żywność podlega przemianom mikrobiologicznym, biochemicznym, chemicznym i fizycznym. Przemiany te po pewnym czasie prowadzą do zmniejszenia jej wartości odżywczej, zdrowotnej i organoleptycznej. Istotny wpływ mają również czynniki środowiskowe takie jak:

- temperatura,

- wilgotność,

- tlen atmosferyczny,

- gazy otaczające przechowywany produkt.

Przyczyny nietrwałości produktów:

1. Przemiany o charakterze biologicznym

a) Procesy oddechowe zachodzące w żywej strukturze tkankowej. Prowadzą do zmniejszenia naturalnej zawartości składników surowców (przez spalanie), jak też do podniesienia ich temperatury, co jest niekorzystne dla przechowywanych surowców.

Oddychanie jest to rozkład bardziej złożonych związków organicznych takich jak: skrobia, cukry, kwasy organiczne do prostych związków tj dwutlenku węgla i wody z jednoczesnym wytworzeniem energii oraz cząsteczek, które mogą zostać wykorzystane przez komórkę do reakcji syntezy. Przy spalaniu cząstki glukozy wzór oddychania tlenowego:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 38ADP => 6CO₂ + 6H₂O + 38ATP + energia cieplna (42% wykorz. biologicznie, reszta w postaci ciepła do otoczeniu.)

Oddychanie tlenowe polega na ciągu reakcji, z których każda katalizowana jest przez specyficzny enzym. Wyróżnia się trzy etapy oddychania tlenowego:

1. Glikoliza + dekarboksylacja oksydacyjna pirogronianu ma miejsce w cytoplazmie i polega na rozkładzie glukozy i wytworzeniu pirogronianu, który następnie ulega dekarboksylacji. Rola glikolizy polega na dostarczeniu energii (albo bezpośrednio, albo przez substraty dla cyklu kwasu cytrynowego i fosforylacji oksydacyjnej) oraz wytwarzaniu intermediatów dla szlaków biosyntetycznych.

2. Cykle kwasu cytrynowego (cykl Krebsa) zachodzi w matriks mitochondriów i polega na utlenianiu czynnego octanu.

3. Utlenianie końcowe w łańcuchu oddechowym: NAD (dwunukleotyd nikotynoamidoadenidowy) jest redukowany do wysokoenergetycznej formy NADH i tworzony jest ATP, związek magazynujący energię w komórce.

Oddychanie beztlenowe (fermentacja) może zachodzić przy niedostatku tlenu w otoczeniu. Następuje wówczas konwersja cukrów do alkoholu etylowego i CO2 przy braku tlenu: C₆H₁₂O₆ => 2C₂H₅OH + 2CO₂

Pirogronian tworzony w wyniku glikolizy (nie wymaga ona obecności tlenu) jest metabolizowany do aldehydu octowego i etanolu z udziałem karboksylazy, a aldehyd octowy przekształcony w etanol za pomocą dehydrogenazy alkoholowej.

Oddychanie beztlenowe - powstaje mniej energii niż przy oddychaniu tlenowym. Proces niekorzystny dla przechowywania surowców. Metabolity: etanol, aldehyd octowy - destrukcyjne zmiany w komórkach i zmiany właściwości sensorycznych surowców.

Oddychanie odgrywa ważną rolę w fizjologii pozbiorczej plonów. Powoduje szereg skutków, które mają znaczenie praktyczne. Są to: utrata substancji zapasowych i w wyniku tego zmniejszenie suchej masy, straty substancji zapasowych przyspieszają starzenie płodów, zmniejszenie właściwości odżywczych, zmianę smaku i aromatu.

Ubytki masy oblicza się według wzoru:

ubytki masy{%} = intensywność oddychania (mg/kg/h): 10000x0,68

U warzyw nie przekraczają 1 % w ciągu miesiąca.

b) Produkcja dwutlenku węgla. Hamuje oddychanie, jednak zwiększona zawartość C02 w otoczeniu ponad pewien poziom może być szkodliwa np. dla niektórych gatunków warzyw.

c) Obniżenie zawartości tlenu. Obniżenie tego składnika poniżej pewnego poziomu może prowadzić do oddychania beztlenowego (np. w zamkniętych opakowaniach foliowych).

d) Wydzielanie ciepła do otoczenia. Powoduje ono zagrzewanie się plonów i w rezultacie zwiększenie tempa procesów życiowych. W czasie przechowywania ciepło trzeba odbierać przez schładzanie.

Plony różnią się intensywnością oddychania. Można ją wyrazić ilością wydzielonego ciepła lub ilością wydzielonego C02 przez jednostkę masy w jednostce czasu. Wpływ: gatunek rośliny, odmiana, faza dojrzałości oraz np. temp. otoczenia, skład gazowy atmosfery i światło.

Uwzględniając gatunek np. warzyw pod względem intensywności oddychania można je zakwalifikować do 5 klas:

- bardzo niską i.o. po zbiorze (5ml C02/kg/h w temp.5°C) charakteryzują się: ziemniak, cebula, czosnek, rzodkiew, kawon.

- niską i.o (5-10ml CO₂/kg/h w temp. 5 °C): marchew, burak ćwikłowy, dynia, ogórek, papryka, pomidor;

- średnią i.o.(10-20 ml CO₂) kalafior, por, oberżyna, sałata liściowa.

- wysoką i,o. (20-30 ml CO₂): brukselka, szpinak;

- bardzo wysoką (>30 ml CO₂): szparag; brokuł, groch zielony, kukurydza cukrowa, pieczarka.

Z czynników zewnętrznych największa wpływ na intensywność oddychania ma temperatura. Wraz ze wzrostem temp wzrasta intensywność oddychania. Dla większości gatunków temperatura minimalna, w której rozpoczyna się oddychanie jest bliska 0°C, maksymalna zaś, w której oddychanie ustaje wynosi 45-60 °C.

Przyczyna przerwania oddychania:

- w temp. niższych od minimalnych - zahamowanie szybkości poszcz. reakcji, biochemicznych lub zmiany strukturalne protoplastu

- w temp. maksym. - zniszczenie struktury cytoplazmy lub termiczna denaturacja enzymów. Pomiędzy granicznymi wartościami temperatury występuj punkt termiczny zwany temp. optymalną, w której oddychanie przebiega z największą intensywnością. Czynnikiem modyfikującym zależność oddychania plonów od temperatury jest wilgotność. Dotyczy to przede wszystkim plonów suchych. Suche nasiona w niewielkim stopniu reagują na zmiany termiczne, natomiast w wilgotnych i.o. w wyższej temp. wzrasta kilkukrotnie.

Wykład 12.10.2009

Procesy zachodzące w płodach rolnych po zbiorze.

Czynniki wpływające na intensywność oddychania (c.d.)

- odmiany roślin- wczesne oddychają bardziej intensywnie niż późne

- faza dojrzałości- i.o. jest wyższa we wczesnych etapach wzrostu roślin i maleje w czasie osiągania dojrzałości fizjologicznej. Rośliny zbierane we wczesnej fazie np. warzywa liściowe oddychają intensywnie. Oddychanie maleje zbiorze w miarę starzenia się tkanek i wzrasta ponownie po ustąpieniu spoczynku i wznowieniu wzrostu (np. u warzyw dwuletnich: cebula, kapusta głowiasta, warzywa korzeniowe.

- skład gazowy atmosfery- zawartość O2 i CO2 wywiera duży wpływ na intensywność oddychania. Zwiększenie koncentracji CO2 i obniżenie O2 prowadzi do obniżenia i.o. - CO2 jest inhibitorem reakcji dekarboksylacji w procesie oddychania. Wpływ zmienionego składu atmosfery na oddychanie płodów rolnych jest wykorzystywany w technologii kontrolowanej atmosfery (KA) oraz pakowaniu w zmodyfikowanej atmosferze (MAP). Zbyt mała koncentracja O2 prowadzi do niekorzystnego dla jakości produktu oddychania beztlenowego. Zbyt wysoka zawartość CO2 może powodować uszkodzenia fizjologiczne.

- światło- wpływa na zwiększenie i.o. i skraca okres przechowywania zwłaszcza w warunkach wysokiej temperatury

- uszkodzenie tkanek- powoduje wzrost oddychania- zniszczenie struktury protoplastu i postępuje autoliza komórek m.in. wskutek wzmożonej aktywności enzymów uwolnionych z lizosomów. Porażenie przez patogeny oraz zasiedlenie przez mikroflorę saprofityczną- wzrost oddychania jest wynikiem mechanicznego uszkodzenia komórek przez strzępki grzybni. Następuje aktywacja reakcji biochemicznych indukowanych przez zranione komórki. Następuje degradacja skrobi zapasowej do cukrów prostych. Wzrasta aktywność mitochondriów. Stanowi to składnik reakcji odpornościowo-obronnej i element niezbędny do biosyntezy fenyloprotepanoidów i fitoaleksyn

- uwodnienie tkanek- zawartość wody w tkankach jest podstawą podziału plonów na suche i soczyste. Na stopień uwodnienia tkanek ma wpływ zawartość wody w otoczeniu.

Silne odwodnienie hamuje aktywność enzymów hydrolitycznych tj. dostarczających substratów oddechowych jak i enzymów uczestniczących w procesie oddychania. W suszonych tkankach błony komórkowe, w tym mitochondrialne występują w formie porowatej toteż prawidłowe funkcjonowanie tych organelli jest silnie ograniczone. Generalnie ubytki wody prowadzą do pobudzenia procesów hydrolizy niektórych związków i do zaburzeń w procesach enzymatycznych rośliny

- transpiracja- jest to proces fizyczny wyparowanie wody przez skórę, kutykulę i aparaty szparkowe. Ważny proces wpływający na zmiany jakości przechowywanych płodów. Jest to główna przyczyna ubytków masy warzyw, tzw. Ubytków naturalnych (w 95-97%). Kika procent wyparowanej wody pogarsza, a nawet dyskwalifikuje przydatność handlową. Transpiracja czyli więdnięcie plonów czystych po zbiorze jest procesem nieodwracalnym, w przeciwieństwie do transpiracji u rośliny w czasie jej wegetacji, kiedy straty wody są uzupełniane.

Szybkość transpiracji zależy od:

- czynników genetycznych czyli budowy morfologicznej (im większy stosunek powierzchni do objętości płodu tym szybsza transpiracja . najszybsza transpiracja : warzywa liściowe oraz o małej wielkości )

- budowy anatomicznej (i.t. zależy od budowy tkanek, w tym mniej lub bardziej zwartego ułożenia komórek miękiszowych, grubości skórki, kutikuli, obecności nalotu woskowego na powierzchni kutikuli. Kutikula ogranicza dyfuzję pary wodnej z przestworów międzykomórkowych. Składa się ona z celulozy, protein, związków fenolowych. Jest trudno przepuszczalna dla pary wodnej. Wchłania wodę w postaci ciekłej.

Grubość nalotu woskowego ma istotny wpływ, gdyż ogranicza wymianę gazową przez komórkę - kapusta, por. Usunięcie wosku powoduje 300-500 krotny wzrost transpiracji liści. Oddychanie wpływa pośrednio na transpirację. W jego wyniku tworzy się woda, która w postaci pary wodnej migruje na zewnątrz oraz wydziela się ciepło. Wzrost temperatury przyspiesza transpirację. )

- zawartości pary wodnej w otoczeniu ( wilgotność względna- stosunek pary wodnej w danej atmosferze -W do zawartości pary wodnej w atmosferze nasyconej w danej temperaturze- Wmax. Zawartość Wmax wzrasta wraz z temperaturą powietrza. Jeżeli z zamkniętym pomieszczeniu zacznie się ogrzewać powietrze bez doprowadzenia z zewnątrz pary wodnej to W pozostanie stałe, natomiast Wmax będzie rosło, co spowoduje że wilgotność powietrza będzie maleć.

Deficyt prężności pary wodnej (niedosyt wilgotności)- w powietrzu jest różnicą pary wodnej w atmosferze, a prężnością pary wodnej w atmosferze nasyconej. Prężność pary wodnej zwiększa się wraz ze wzrostem temp. powietrza. Powietrze znajdujące się w przestrzeniach międzykomórkowych jest zwykle całkowicie nasycone parą wodną. Jeżeli w atmosferze otaczającej pary wodnej jest mniej, to występuje gradient różnicy prężności i zachodzić będzie dyfuzja pary, zgodnie z tym gradientem. Im mniejsza jest więc wilgotność względna powietrza otaczającego przechowywane płody tym transpiracja będzie przebiegać szybciej. Ciepłe powietrze ma większą pojemność dla pary wodnej i transpiracja płodów wyższej temp. jest również szybsza.

Deficyt pary wodnej w powietrzu o temp 25stC i wil. wzgl. 40% -warunki panujące w mieszkaniu-wynosi 2000Pa, a w temp. 0stC wilg. wzgl. 90%- warunki chłodni-wynosi tylko 61Pa. Ubytki masy w chłodni będą 33 razy mniejsze (2000:61).

Przy tej samej wilg. wzgl. powietrza np.90% transpiracja w temp niższej np. 0stC będzie niższa niż w temp. wyższej np. 5stC ze względu na mniejszy deficyt prężności pary wodnej w niższej temp. )

- cyrkulacji powietrza- (im większy ruch powietrza tym większa transpiracja). Przepływające wokół przechowywanych płodów powietrze usuwa z bezpośredniego otoczenia warstewkę atmosfery zawierającą dużo pary wodnej pochodzącej z produktu i zwiększa gradient prężności pary wodnej. Nadmierna cyrkulacja powietrza w komorze powoduje więc większe ubytki wody. Intensywność cyrkulacji i wymiany powietrza powinna być taka , aby zapewnić pobieranie ciepła wydzielanego przez płody bez nadmiernego osuszania atmosfery wokół nich.

Transpirację można ograniczyć zarówno przez stosowanie odpowiedniej wilgotności względnej powietrza jak i odpowiednich opakowań bądź pokrywanie powierzchni powłokami w postaci wosków.

Wzrost i rozwój:

Płody rolne często nie kończą po zbiorze swojego wzrostu. Ich komórki w merystemach mogą dalej dzielić się i wydłużać (szparagi-część użytkowa, młode części).

Kolejny przykład- pieczarka. U warzyw dwuletnich zachodzi ponowny wzrost po okresie spoczynku. Prowadzi to do obniżenia jakości handlowej. Wzrost i rozwój warzyw po zbiorze jest często przyczyną dużych strat przechowalniczych. Cebula i ziemniak - produkty niehandlowe- po 8 miesiącach przechowywania straty cebuli w wyniku wyrastania szczypioru mogą wynieść 30-40%

Wykład 19.10.09

Procesy zachodzące w płodach rolnych po zbiorze

Wzrost warzyw dwuletnich następuje po przejściu okresu spoczynku. W okresie tym procesy życiowe ulegają spowolnieniu. Wyróżnia się spoczynek bezwzględny i względny.

Spoczynek bezwzględny - uwarunkowany fizjologicznie, nie zależy od czynników zewnętrznych. Wynik nagromadzenia w komórkach inhibitorów (endogenne regulatory wzrostu i starzenia się roślin np. kwas abscyzynowy) oraz zmniejszenia się zawartości cytokin i auksyn.

Spoczynek względny jest wymuszony działaniem niskiej temp. i po zadziałaniu wyższą temp. ustaje. Jest płytki i nietrwały. Zmiany warunków otoczenia powoduje przerwanie go i ponowny wzrost roślin.

Mechanizm spoczynku- zahamowanie podziału komórek twórczych przez endogenne inhibitory wzrostu. Inhibitory te zmniejszają też intensywność procesów metabolicznych.

U cebuli inhibitory wzrostu tworzą się w okresie dojrzewania w liściach i są następnie przemieszczane do wierzchołków wzrostu. Niewskazany zbyt wczesny zbiór - nie zgromadzą się inhibitory. Przechowywanie płodów w możliwie niskiej temp. oraz w odpowiedniej wilgotności pozwala ograniczyć straty spowodowane wzrostem pozbiorczym.

Stosuje się tez inhibitory wzrostu (np. hydrazyd maleinowy) bądź meodą radiacyjną (hamowanie podziałów komórek merystema tycznych).

Dojrzewanie i starzenie się

Proces dojrzewania nie kończy się z chwilą zbioru. Procesy fizjologicznie związane z dojrzewaniem, a następnie przejrzewaniem toczą się nadal.

Zachodzą następujące przemiany:

- zmiany barwy (zanik chlorofilu, synteza karotenoidów - likopenu karotenu)

- zwiększenie zawartości cukrów kosztem hydrolizowanej skrobi

- przemiana cukrów w skrobię (kukurydza cukrowa, groch)

- twardnienie tkanek (wykształcenie tkanki sklerenchymatycznej fasola szparagowa, szparag, kalarepa)

- mięknienie tkanek (rozkład por pektyn, rozpuszczanie pektyn)

- synteza związków aromatycznych (estry, olejki eteryczne)

Przemiany biochemiczne związane z dojrzewaniem prowadzą do obniżenia się jakości płodów i do utraty wartości handlowej.

Utrzymanie jakości rozbiorczej płodów za pomocą pozbiorczej technologii

Pozbiorcza jakość produktu jest tworzona w polu i utrzymywana, a nie poprawiana za pomocą technologii pozbiorczych. W ostatnim półwieczu do badań dotyczących okresu rozbiorczego wprzęgnięto biologię i inżynierię genetyczną w celu kontroli procesu dojrzewania i psucia się produktów. Wcześniej uwaga naukowców zajmujących się rozbiorczą technologią skierowana była głownie na obniżenie strat, szczególnie w krajach rozwijających się, gdzie brak zabezpieczenia żywności stanowi przeszkodą w rozwoju gospodarczym.

Regulacja i genetyczna manipulacja dojrzewaniem u klimakterycznych owoców

Owoce i warzywa mogą być klasyfikowane jako klimakteryczne i nie klimakteryczne. Klimakteryczne owoce kontynuują dojrzewanie po zbiorze, podczas gdy nie klimakteryczne nie. Dojrzewanie jest procesem, który uwzględnia rozwój koloru, zapachu i tekstury (mięknienie).

Etylen jest znany jako „ hormon dojrzewania”, chociaż posiada dodatkowe role w rozwoju rośliny i reakcji na stres. Dlatego możliwość wpływu na tempo syntezy etylenu lub jego odbioru przez tkanki owoców ma kluczowe znaczenie w procesie dojrzewania.

Dojrzewanie:

- zanim chlorofilu, akumulacja pigmentów, mięknienie i zmiany tekstury

- zmiany zawartości różnych cukrów i kwasów organicznych tj. głównych komponentów smaku i zapachu

- produkcja substancji lotnych (wzmacnianie zapachu)

W klimakterycznych owocach zawartość etylenu wzrasta z bardzo niskiego poziomu w owocach niedojrzałych do bardzo wysokiego podczas dojrzewania, po czym obniża się pozostając na relatywnie wysokim poziomie.

Chociaż dojrzewanie przebiega pod kontrolą sygnałów rozwojowych i etylenu, zahamowanie odbioru tego hormonu w owocach spowolni proces dojrzewania, a więc wydłuży okres przechowywania.

Genetyczna kontrola dojrzewania okazała się efektywna np. w przypadku:

- hamowania biosyntezy etylenu przez posttranskrypcyjne wyciszanie genów ASC lub ACO

- tworzenia hybrydowych linii pomidora heterozygotycznych dla tzw. mutacji rin, defektywnej wersji rozwojowego genu regulacyjnego

Owoce homozygotyczne pod względem mutacji rin wykazują brak wyrażenia się cechy typowego dojrzewania związanego ze wzrostem produkcji etylenu i nie dojrzewają.

Chociaż owoce z mutacja rin są zdolne odpowiadać na egzogenny etylen, to one nie dojrzewają i w związku z tym stwierdza się brak oddychania klimakterycznego, ewolucji etylenu, pięknienia i akumulacji zw. aromatycznych i odpowiednich za wybarwienie.

Komercyjne upowszechnienie pomidorów genetycznie modyfikowanych (hamowanie produkcji etylenu -ACS) nie powiodło się, dlatego że przyjęły się w praktyce mieszańce z genem rin, pomimo, że utworzono infrastrukturę do traktowania etylenem niedojrzałych owoców (gazowanie).

Receptory etylenu są rodziną multigenową, które w obecności etylenu aktywnie hamują ekspresję genów odpowiedzialnych za produkcję etylenu poprzez ścieżkę sygnalizacyjną. Receptory stają się nieaktywne przez wiązanie etylenu i tym samym usuwają inhibicję w ścieżce sygnalizacyjnej. Funkcja ta jest przywracana przez syntezę nowych, aktywnych receptorów. Pomidor posiada sześć receptorów etylenu nazywanych SIETRI-6.

Gen SIETR3 znany również jako NR (Never-ripe) niepodatny na etylen mutant. Może hamować mięknienie i zmiany barwy u owoców. Podjęto próby transgenicznej nadekspresji genu SIETR3 u pomidora, chociaż mRNA SIETR3 było znacznie więcej w wegetatywnych tkankach, ale mało w owocach.

Regulacja biosyntezy etylenu w owocach przez 1- methylocyclopropen

1-MCP jest inhibitorem percepcji etylenu w roślinie, nieodwracalnie wiążąc go przez receptory etylenu. 1-MCP jest nietoksyczny, i aktywny w niskich koncentracjach.

Jest stosowany w roślinach ozdobnych i jadalnych produktach ogrodniczych. Aktualnie zarejestrowany do stosowania w żywności w Argentynie, Australii, Austrii, Brazylii, Kanadzie, Chile, Kostaryce, Gwatemali, Hondurasie, Izraelu, Meksyku, Holandii, Nowej Zelandii, RPA, UK i USA.Zarejestrowane uprawy to jabłka, morele, awokado, kiwi, mango, melon, nektaryna, papaja, brzoskwinia, grusza, pieprz, śliwa, pomidor i bulwy tulipana. Aktualnie przygotowuje się taką rejestrację w Japonii i UE.

Innowacje w technologii chłodniczej

Przez ostatnie 5-7 lat wprowadzono szereg modyfikacji do warunków przechowalniczych poprawiając je w celu utrzymania lepszej jakości produktów i poprawy efektywności energii.

Przykłady:

- (ULO) - ultra niski poziom tlenu może utrzymać jakość i obniżać występowanie uszkodzeń fizjologicznych w owocach, ale zwiększa również ryzyko uszkodzeń.

- początkowa niska zawartość tlenu - stresowa (ILOS) - produkt przechowuje się w takich warunkach w krótkim okresie czasu. ILOS pomaga kontrolować poparzenia jabłek, ale może też inicjować produkcję alkoholu w owocach i hamować gromadzenie α-farnesenu i innych biologicznie aktywnych związków. Łącznie stosowanie ILOS i ULO może być efektywną techniką przechowywania jabłek bez pozbiorczych pestycydów.

Ozon stanowi formę tlenu, która występuje w warunkach naturalnych w atmosferze. Jako efekt wyładowań elektrycznych emisji pojazdów i zanieczyszczeń przemysłowych. Łatwo może być wytwarzany za pomocą generatorów UV. W 2001 zostało ponownie przywrócony do stosowania jako GRAS (generalnie rozpoznawany jako bezpieczny) przez US Food i Drug Administration. Ozon działa jako środek dezynfekujący ponieważ łatwo reaguje z organicznymi molekułami takimi jak bakterie i zarodniki grzybów. Jakkolwiek, może powodować choroby u człowieka takie jak: choroby płuc, bóle głowy, mdłości oraz korozję sprzętu. Zaleca się stosować w stężeniu nie większym niż 0,1μl/l ozonu. Obecnie jest szeroko stosowany w praktyce.

Wykład 26.10.09

Przechowywanie nie utwardzonych produktów pochodzenia roślinnego i zwierzęcego

Od lat stosuje się przechowywanie, zwłaszcza surowców roślinnych w atmosferze kontrolowanej (CA) - regulacja temperatury, wilgotności, składu atmosfery.

Atmosfera regulowana:

- jednostronnie: zawartość O₂ i CO₂ jest utrzymywana w stosunku 1:1 przy stałym udziale N₂ na poziomie 79%. Utrzymuje się ją przez kontrolowane doprowadzenie powietrza zewnętrznego.

- dwustronnie: zmieniona zawartość wszystkich 3 składników powietrza. Wymaga usuwania CO₂ i wprowadzania azotu gazowego. Ma zwykle zwiększoną zawartość azotu (87-90%) i CO₂ (1-5% obj.) oraz zmniejszoną zawartość tlenu (8% obj.). Przy stężeniu CO₂ (10-11% obj.) obj. czas przechowywania mięsa do 40 dni. Możliwe także przechowywanie w atmosferze wzbogaconej w tlen, co uaktywnia powstawanie oksymioglobiny i poprawia jego wartość handlową.

W produktach pochodzenia roślinnego tj. w mąkach i kaszach intensywność reakcji chemicznych i biochemicznych jest większa niż w ziarnie. Wynika to z rozdrobnienia ziarna i w efekcie zniszczenia naturalnego układu enzymów i ich substratów. Rozwinięta powierzchnia mąki zwiększa dostęp tlenu i chłonięcie wilgoci.

Warunki przechowywania mąki w temp. 20^oC i wilgotności względnej powietrza 60% sprzyjają zmniejszeniu się wilgotności mąki. Intensywność zmniejszania się jest największa w początkowym okresie przechowywania (od piątego tygodnia).

Procesy zachodzące w mące podczas przechowywania mogą prowadzić do poprawy jej właściwości technologicznych (dojrzewanie mąki) lub psucia się jej. Mąka „świeża”, bezpośrednio po przemiale ziarna, ma gorsze właściwości wypiekowe niż mąka dojrzała poddana kilkutygodniowemu przechowywaniu.

W przechowywanej mące zachodzą zmiany, które mogą powodować zarówno polepszenie jak i pogorszenie jej właściwości technologicznych.

Polepszenie na skutek „dojrzewania” to:

- bielenie mąki (utlenianie barwników karotenoidowych)

- poprawa cech reologicznych białek glutenowych

- wzrost odporności skrobi na hydrolizę

- obniżenie aktywności enzymów proteo- i amylolitycznych

Intensywność tych zmian uzależniona jest od rodzaju ziarna użytego do przemiału, wyciągu uzyskanej mąki oraz warunków przechowywania. Im mąka ma gorszą wartość wypiekową, tym dłuższy będzie jej okres dojrzewania.

Do niekorzystnych zmian w przechowywanej mące należą:

- hydroliza tłuszczu, organicznych fosforanów i białek

- utlenienie nienasyconych kwasów tłuszczowych

Wzrost ilości produktów hydrolizy tłuszczu, organicznych fosforanów i białek powoduje zwiększenie kwasowości mąki przejawiającej się niekorzystnymi zmianami jej smaku i zapachu. Główny wskaźnik zapach stęchły oraz gorsze właściwości tworzenia poprawnego miękiszu chleba.

Kwasowość szybciej wzrasta w mąkach ciemnych niż jasnych.

Oba typy mąki charakteryzują się wysoką liczbą opadania wskazującą na niską ich aktywność amylolityczną - w czasie przechowywania wzrasta wodochłonność obu typów mąki.

W efekcie przechowywanie mąki wpływa na jakość uzyskanego pieczywa i ciasta.

Mąka może też ulegać procesowi samozagrzewania. Przechowywana w silosach najczęściej o przekroju kołowym o poj. od 1 t do 250 t. Silosy wolnostojące są ocieplane dla ochrony mąki przed ochłodzeniem poniżej 12^oC.Aby zapobiec „zawieszaniu się” mąki silosy mają gładkie powierzchnie wewnętrzne (np. lakierowane).

Kasze podobnie jak mąka są narażone na procesy utleniania. Oznaka zepsucia - wzrost kwasowości. Kasze o wilgotności 10-12%, przetrzymywane w temp. magazynowej i zabezpieczone przed szkodnikami mogą być przechowywane nawet przez kilka lat (okres ten maleje ze wzrostem zawartości tłuszczu w ziarnie).

Cukier przechowywany w silosach - zbiorniki o wys. do 50m i średnicy 20-40m oraz pojemności 10 000-40 000 t. Cukier ze względu na swą higroskopijność i kilkumiesięcznego magazynowania musi być bardzo dobrej jakości, wilgotność nie większej od 0,03% i kryształach nie mniejszych niż 0,15mm. Temp. przechowywania nie powinna przekraczać 25^oC, a wilgotność powietrza powinna wynosić 60-70%.

Produkty pochodzenia zwierzęcego tj. mięso, ryby, jaja czy mleko, są nietrwałe i szybko ulegają zepsuciu. Powód - bardzo dobra pożywka dla drobnoustrojów - brak naturalnych czynników hamujących rozwój mikroflory np. kwasów organicznych.

Przechowywanie możliwe jedynie w obniżonej temp. w przeciwnym razie ulegają zepsuciu w skutek:

- rozwoju drobnoustrojów

- działania rodzimych enzymów tkanek zwierzęcych

- zachodzenia reakcji chemicznych i fizycznych

Przechowywanie mięsa jest możliwe jedynie po szybkim jego schłodzeniu do temp. 0-2^oC i utrzymywaniu tej temp. w powietrzu o wilgotności 85-90%. Czas przechowywania w takich warunkach do 15 dni. Można też przechowywać w kontrolowanej atmosferze (CA).

Ze względu na obniżoną temp. przechowywania w mięsie może się rozwijać mikroflora psychrofilna i psychrotrofowa. Podczas przechowywania mięsa, oprócz procesów psucia się zachodzą także procesy dojrzewania. Obserwuje się ubytki wagowe mięsa w wyniku odparowania części wody, co powoduje zmniejszenie się masy mięsa o 5-8%.

Ryby są mniej trwałym produktem niż mięso. Temp. przechowywania ok. 1^oC. Główną rolą w psuciu się ryb odgrywają drobnoustroje psychrofilne głównie bakteria z rodziny Pseudomonas, Achromobakterie, Flavobacterium oraz enzymy rodzime (r. proteolityczne).

Przechowywanie ryb w temp. powyżej 3^oC może powodować rozwój Clostridium botulinum typu E i wytworzenie toksyn. Ryby chłodzi się najczęściej lodem metodą kontaktową, polegającą na dodaniu drobnych kryształków lodu w stosunku 1:1 niekiedy z dodatkiem antyseptyków. Ryby świeże schłodzone przetrzymuje się w przechowa. najwyżej 2-4 dni (temp 0^oC, wilgotność powietrza 90%).

Jaja- obniżenie temp. przechowywania do ok. 0^oC powoduje zahamowanie rozwoju drobnoustrojów mezofilnych. Jednak psychrofile oraz pleśnie mogą rozwijać się w takiej temp. i w trakcie długotrwałego przechowywania wniknąć do wnętrza jaja i spowodować zepsucie. Rozwój bakterii zachodzi szybciej w żółtku niż w białku (zmiany zapachu, niekorzystne zmiany smaku, zmiany fizyczne: zwiększenie komory powietrznej, rozrzedzenia białka, zwiększenie przepuszczalności otoczki żółtka). Składowanie w chłodni 5-9 m-cy.

Mleko jest produktem o małej trwałości. Zepsucie w wyniku działalności drobnoustrojów, Świeże, nie schłodzone wykazują szybki wzrost drobnoustrojów po kilku godzinach od udoju. Mleko schłodzone psuje się w wyniku działania bakterii psychrofilnych.

Wskaźnikiem jakości mleka przechowywanego są kwasowość, ogólna liczba drobnoustrojów oraz smak i zapach. Szybkość występowania zmian zalezy od ilości i rodzaju mikroflory, a głównie od temp. składowania. Chłodzenie mleka rozpoczyna się u producenta, kontynuowane jest w zlewniach, a następnie w zakładach przetwórczych.

Wykład 09.11.09

Woda w żywności

Zarówno surowce jak i gotowe produkty żywnościowe zawierają z reguły duże ilości wody. Woda jest jednym z głównych czynników wpływających na intensywność procesów biochemicznych, chemicznych i fizycznych oraz tym który decyduje o rozwoju drobnoustrojów.

Właściwa ilość wody, charakterystyczna dla danego produktu decyduje o konsystencji, wyglądzie i smaku żywności oraz jej podatności na zepsucie. Większość sposobów konserwowania żywności - zmniejszenie zawartości wody lub zmiana jej właściwości.

W materiale żywnościowym woda jest utrzymywana przez różne mechanizmy fizyczne i chemiczne i dzieli się na wodę wolną i związaną. Woda związana - znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie substancji rozpuszczonych lub zawieszonych.

- ma zmniejszoną aktywność od pozostałej masy wody zawartej w danym materiale i nie zamarza do temp. -40^oC. Woda niezwiązana - o właściwościach zbliżonych do właściwości wody w rozcieńczonych roztworach soli, powiązana siecią wzajemnych wiązań wodorowych ruchliwa.

Sposób związania może się zmieniać wraz z zawartością wody. W sensie praktycznym wiązanie oznacza zdolność żywności do trwałego utrzymywania wody w czasie obróbki i przechowywania. Wiązanie wody stało się szczególnie ważnym zagadnieniem w produkcji żywności o obniżonej zawartości tłuszczu i o średniej zawartości wilgoci (przetwory mięsne, mleczne, wyroby cukiernicze).

Usunięcie tłuszczu, spełniającego rolę emulgatora, zakłóca równowagę między składnikami typowej żywności i powoduje destabilizację fazy wodnej.

Zmiana proporcji wody wolnej i związanej lub zwiększenia zawartości wody zmienia charakterystykę wzrostu drobnoustrojów, a także różne parametry, decydujące o jakości żywności, trwałości i wartości ekonomicznej żywności. W celu zapewnienia odpowiedniej równowagi wodnej, na miejsce tłuszczu wprowadza się różne substancję wypełniające, które gwarantują optymalne wiązanie wody (celuloza, skrobia i inne).

Aktywność wody

Produkty o takiej samej zawartości wody znacznie się różnią podatnością na psucie. Większość parametrów decydujących o jakości i trwałości żywności nie jest powiązanych z całkowitą zawartością wody, ale jej aktywnością.

Woda zawarta w materiale biologicznym jest roztworem wielu związków chem. Prężność pary roztworów jest mniejsza niż prężność pary czystego rozpuszczalnika. Stopień zmniejszenia prężności pary wyraża prawo Raoulta:

p/p_o = n₂/n₁ +n₂ = a_w

gdzie: p i p_o to odpowiednio prężność pary roztworu i czystego rozpuszczalnika w danej temp., n₁ i n₂ - stężenie molowe substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika, a_w - aktywność wody

A_w może przyjmować wartości od 1 dla czystej wody do ok. 0 dla układów o niewielkiej zawartości wody. A_w jest miarą zawartości wody wolnej w danym materiale, umożliwia więc określenie intensywności z jaką woda absorbuje różnymi nie wodnymi składnikami.

Woda związana jest mniej dostępna. Przebieg wielu ważnych reakcji chemicznych i biochemicznych, a także możliwość rozwoju drobnoustrojów lepiej można przewidzieć korzystając z aktywności wody niż jej całkowitej zawartości wody. Dlatego parametr ten zyskał znaczenie jako wskaźnika stabilności i bezpieczeństwa mikrobiologicznego żywości. Zaostrzenie rygorów dotyczący żywności sprawia, że a_w zyskała znaczenie jako krytyczny parametr kontroli jakości. Nowe przyrządy pomiarowe umożliwiły jego zastosowanie w bieżącej kontroli produkcji i jakości, testowaniu opakowań, kontroli mikrobiologicznej i właściwych warunków transportu.

A_w lub inaczej względna prężność pary oznacza się przez umieszczenie małej próbki substancji badanej w zamkniętej komorze na czas wystarczający do osiągnięcia równowagi, a następnie mierzy się ciśnienie lub wilgotność względną w komorze. W handlu dostępne są nowoczesne przyrządy pomiarowe zbudowane na bazie mikroprocesorów przystosowane do szybkich, dokładnych i wielokrotnych pomiarów a_w.

A_w ma wpływ na wiele czynników decydujących o trwałości żywności. Bezpośredni związek z aktywnością wody ma rozwój mikroflory. Drobnoustroje nie mogą się rozmnażać, gdy a_w<0,6. Poszczególne grupy drobnoustrojów rozwijają się w różnych zakresach a_w, ale większość z nich wymaga a_w>0,8. Wyjątkiem są drożdże osmofilne i niektóre pleśnie, które mogą rozmnażać się przy a_w = 0,6-0,65

Zawartość wody ma wpływ na konformację białek enzymatycznych, które decydują o aktywności i zdolności katalitycznej enzymów. Brak fazy wodnej uniemożliwia transport substratów i produktów reakcji. Większość reakcji enzymatycznych rozpoczyna się wraz z pojawieniem się wody luźno związanej. Gdy a_w <0,3 szybkość reakcji hydrolizy enzymatycznej staje się nieistotna. Działanie innych grup enzymatycznych tj. amylazy, fenylooksydazy, peroksydazy jest hamowane gdy a_w<0,8. Niektóre reakcje nieenzymatyczne zachodzą z maksymalną szybkością przy średnich wartościach a_w. Powodem spadku szybkości reakcji przy większych wartościach a_w może być efekt rozcieńczenia lub hamowania przez produkt, gdy woda jest jednym z produktów reakcji. Taki przebieg ma reakcja Maillarda prowadząca między innymi do utraty lizyny i jest odpowiedzialna za brązowienie oraz degradację wit. B₁.

Duży wpływ na trwałość i jakość żywności mają reakcję utlenienia. Woda sprzyja:

- przez zwiększenie ruchliwości i rozpuszczalności jonów metali uczestniczących w tych reakcjach

- przez pęcznienie białek, które ułatwiają działanie rodników powstających w procesie utlenienia lipidów

Przeciwutleniające działanie wody:

- utrudnienie dyfuzji tlenu do miejsc reakcji

- zmniejszenie stężenia jonów metali

- wiązanie produktów pośrednich autooksydacji lipidów

- przyspieszenie reakcji, których produkty mają właściwości przeciwutleniające

Przemiany fizyczne związane z aktywnością wody i mające wpływ na jakość i trwałość produktów żywnościowych to krystalizacja lub rozpuszczanie niektórych składników żywnościowych (sacharydy, które zazwyczaj występują w postaci amorficznej). Krystalizacja zachodzi przy a_w = 0,3-0,5. Sacharydy w postaci amorficznej ze względu na bardzo rozwiniętą powierzchnię wiążą znacznie więcej wody niż w postaci krystalicznej.

Woda uwalniana w procesie krystalizacji powoduje jakościowe zmiany produktu, polegające na utracie kruchości wyrobów piekarniczych, zbrylaniu produktów suszonych oraz przyspieszaniu reakcji chemicznych. Następstwem sorpcji wilgoci przez substancję krystaliczne (sacharoza, sól kuchenna, kw. cytrynowy) zachodzącej przy a_w = 0,6-0,7 jest ich częściowe rozpuszczenie powodujące zlepianie kryształków i zbrylanie.

Zakres zmian fizycznych, biochemicznych, chemicznych i mikrobiologicznych zachodzących w czasie przechowywania żywności w znacznym stopniu można ograniczyć przez zmniejszenie zawartości wody lub przeprowadzenie wody wolnej w wodę związaną, niedostępną dla wymienionych przemian.

Najczęściej stosowanymi metodami są suszenie, wędzenie, zamrażanie i dodawanie substancji zmniejszających aktywność wody (metody osmoaktywne). Przez suszenie zmniejsza się zawartość wody do poziomu 3-10%, co odpowiada a_w = 0,25-0,4.

Pełne zabezpieczenie trwałości suszonych produktów w czasie ich przechowywania uzyskuje się przez dobór właściwego opakowania i warunki składowania zabezpieczające przed ponownym wchłanianiem wilgoci. Wędzenie i solenie ma podobny skutek. Nasycony roztwór soli kuchennej ma a_w ok. 0,75. Dodanie odpowiedniej ilości soli zabezpiecza żywność przed zepsuciem. Zamrożenie unieczynnia wodę dzięki przeprowadzeniu jej w lód. Wymrożeniu ulega woda wolna i częściowo woda słabo związana.

Wykład 16.11.09

Przemiany składników żywności w czasie przechowywania i przetwarzania

Przetwarzanie żywności w drastycznych warunkach może spowodować zmniejszenie jej wartości żywieniowej i/lub zdrowotnej przez ubytki:

- niezbędnych aminokwasów w białkach

- izomeryzację kwasów tłuszczowych

- utlenianie lipidów i witamin

- wyługowanie wielu rozpuszczalnych składników odżywczych

- zmniejszenie strawności

- powstawanie związków szkodliwych dla zdrowia

Niewłaściwe przeprowadzona obróbka może pogorszyć sensoryczne właściwości produktów. Szybkość przemian lipidów, białek, sacharydów i innych składników zależy od:

- temperatury

- dostępności tlenu i światła

- aktywności wody

- stężenia jonów wodorowych

- stężenia jonów metali

- aktywności enzymów

- struktury żywności

Szczegółowe poznanie tych czynników prowadzi do ulepszenia procesów technologicznych.

Żywność stanowią jadalne części tkanek roślinnych i zwierzęcych w stanie naturalnym lub przetworzonym, które po zjedzeniu i przyswojeniu prze organizm ludzki mogą być źródłem różnych składników odżywczych.

Produkty żywnościowe podzielono na 4 grupy:

- produkty białkowe

- żywność bogata w sacharydy

- tłuszcze jadalne

- owoce i warzywa

Białkowe produkty żywnościowe:

Mięso ( tkanka mięśniowa i łączna)

Skład chemiczny mięsa zwierząt rzeźnych: 75% wody, 18,5 % białka, 1,5 % azotowych substancji niebiałkowych, 3% lipidów, 1 % sacharydów i 1% związków nieorganicznych.

Mięso zwierząt rzeźnych drobiu i ryb jest źródłem witamin z grupy B. Zawiera także inne niezbędne witaminy, jednak w ilościach, które nie pokrywają dziennego zapotrzebowania.

Mleko i jego przetwory

80-90% wody, 20-10% suchej masy. Wielodyspersyjny układ 3 faz: ciągłej, będącej wodnym roztworem laktozy i soli mineralnych, koloidalno-białkowej oraz zemulgowanego tłuszczu.

Skład chemiczny: białka - kazeina oraz białka serwatkowe, związki azotowe niebiałkowe, tłuszcz mleka - łatwo strawny, podatny na hydrolizę i utlenianie. 98% lipidów mleka stanowią triacyloglicerole, a ok. 1% fosfolipidy. W mniejszych ilościach di i monoacyloglicerole, sterole, wyższe kwasy tłuszczowe, karotenoidy i witaminy. W tłuszczach tych występują ponad 500 kwasów tłuszczowych. Zawiera blisko 2,5% niezbędnych, nienasyconych kwasów tłuszczowych, głównie kwas linolowy.

Sacharydy to głównie laktoza, nie metabolizowana bezpośrednio, lecz po hydrolizie do glukozy i galaktozy, przy udziale β-D-galaktozydazy wydzielanej w jelicie cienkim. Podczas ogrzewania mleka laktoza uczestniczy w reakcjach nieenzymatycznego brunatnienia.

Sole mineralne - wapń (0,12%) i fluor (0,1%). Wapń niezbędny do wytworzenia zwartego skrzepu pod wpływem podpuszczki (serowarstwo). Niedobory wapnia w wyniku chorób wymienia lub strąceń podczas ogrzewania uzupełnia się dodając CaCl₂^.

Ok. 6-9% objętości świeżego mleka stanowią gazy (CO₂, N₂, O₂). Tlen może powodować utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych. Dlatego w nowoczesnym mleczarstwie usuwa się powietrze z mleka. Witaminy w mleku: z grupy B oraz A.

Ciała odpornościowe przechodzące z krwi są obecne w formie aktywnej tylko w mleku nie ogrzewanym. Enzymy - hydrolazy i oksydoreduktazy. Niektóre mają dodatni, inne ujemny wpływ na przebieg procesów technologicznych, wartość dietetyczną i trwałość produktów mleczarskich.

Jaja

Białko ok. 60% masy jaja. Chalazy, czyli wiązadła z włókien mucynowych, utrzymujące żółtko w położeniu centralnym i umożliwiające mu obroty wokół własnej osi, w miarę starzenia się jaja ulegają upłynnieniu. W czasie przechowywania obniża się lepkość białka i staje się rzadsze, pomimo, że zmniejsza się zawartość wody. Biało traci wodę na dwa sposoby - wnika do żółtka oraz paruje na zewnątrz. W ciągu 3 tyg. przechywywania w temp 23^oC może stracić 6 g wody co powoduje zwiększenie suchej masy o 1%. Żółtko - ok. 30% masy jaja. Emulsja typu olej w wodzie stabilizowana przez lecytynę. Otoczone błonką wite linową zbudowaną z włókien keratynowych i mucynowych. W czasie przechowywania lepkość żółtka maleje w skutek przenikania do niego wody z białka przez błonę witelinową.

Skład chemiczny: w jajku 6,6 g białek o bardzo dobrze zrównoważonym składzie aminokwasów, ok. 2/3 masy żółtka stanowią lipidy, w których składzie przeważają kwasy nienasycone. Witaminy: A, B, D i K. Składniki mineralne: S, K, Na, P, Ca, Mg i Fe.

Jaja - właściwości teksturotwórcze, emulgujące i pieniące są wielofunkcyjnymi dodatkami stosowanymi w technologii żywności. Wchodzą w skład wielu produktów żywnościowych i przyczyniają się do ich stabilizacji po obróbce cieplnej lub bez ogrzewania.

Przemiany białek w czasie przechowywania i przetwarzania żywności. Ogrzewanie od odpowiednio wysokiej temp. powoduje cieplną denaturację białek oraz zwiększa szybkość biochemicznych i chemicznych reakcji żywności. Gotowanie, pasteryzacja, sterylizacja, pieczenie i smażenie zmieniają sensoryczne i chemiczne reakcje różnych składników żywności. Te zmiany mogą być korzystne lub niepożądane.

Na ich charakter i zakres mają wpływ:

- szybkość, czas i temperatura ogrzewania

- skład i biochemiczny stan surowca

- odczyn środowiska

- obecność soli nieorganicznych i innych dodatków modyfikujących właściwości białek

- dostęp powietrza

Zatem przez świadomy dobór parametrów obróbki cieplnej można wpływać na jakość produktów.

Jeden z celów ogrzewania w przetwarzaniu żywności to zapewnienie optymalnej temp. dla wybranych procesów enzymatycznych, tj. hydrolizy polisacharydów, białek i lipidów, a także estryfikacji utleniania i glikozylacji. Temp. i czas ogrzewania dobiera się do charakt. stosowanych enzymów i pożądanych produktów przemian. W przemyśle mięsnym, rybnym, w mleczarstwie i w przetwarzaniu nasion oleistych i strączkowych ogrzewanie ma często na celu unieczynnienie endogennych enzymów. Przykład: inaktywacja lipoksygenazy zapoczątkowującej reakcje prowadzące do powstawania niepożądanego zapachu fasoli w mleku sojowym. Na ogół pasteryzacja inaktywuje enzymy, dzięki czemu testy enzymatyczne stosuje się jako miernik skuteczności pasteryzacji.

Obróbka cieplna może niekiedy przyspieszyć niepożądane przemiany biochemiczne, jak np. niszczenie struktury żelu rybnego wskutek działania proteinaz mięśniowych aktywnych w temp. 60-65^oC.

Reologiczne właściwości produktów żywnościowych poddanych obróbce cieplnej zależą przede wszystkim od histologicznej struktury danego materiału oraz od zdolności białek do utrzymywania wody i tworzenia żelu. Następuje silna zmiana tekstury produktów mięsnych i rybnych pod wpływem ogrzewania. 30-40^oC - rozfałdowanie struktury miozyny mięśni ryb. Denaturacja cieplna => skurcz włókien mięśniowych => twardnienie mięsa.

Kolagen przy ogrzewaniu w wilgotnym środowisku traci strukturę fibrylarną i przemienia się w rozpuszczalną żelatynę, żelującą po oziębieniu co zmniejsza trwałość.

Wiele produktów żywnościowych traci dużo wody wskutek cieplnej denaturacji białek i powstania nowych wiązań sieciujących. Ryby tracą najwięcej wody w temp. 30-60^oC. Mięso w temp. 35-70^oC - straty do 40% pierwotnej masy surowca.

Grupy amidowe białek oraz aldehydowe sacharydów lub produktów utleniania lipidów uczestniczą w powstawaniu brunatnych związków w czasie ogrzewania produktów białkowych. Brunatnienie mięsa i ryb zmienia się także w rezultacie enzymatycznych i cieplnych przemian chromoprotein mięśni i krwi oraz w reakcjach z udziałem siarkowodoru uwolnionego z białek przez mikroflorę i obróbkę cieplną. W konserwach bezkręgowców morskich mogą pojawić się czarne palmy siarczków - produktów reakcji kwasu siarkowodorowego ze związkami żelaza lub miedzi. Miedź jest uwalniana z hemocyjanin krwi. Kwas powstaje z rozkładu niektórych aminokwasów.

W skutek obróbki cieplnej w optymalnych warunkach wykształcają się w żywności barwa, zapach, smak i właściwości reologiczne.

Denaturacja cieplna na ogół zwiększa strawność białka. Ogrzewanie w odpowiednich warunkach unieczynnia białkowe składniki przeciwżywieniowe wielu surowców, m.in. inhibitory proteaz w nasionach roślin strączkowych i w ziemniakach. Proces ten inaktywuje niepożądane w danym produkcie enzymy np. tioglukozydazy, lipazy lub proteazy.

Korzystny efekt to również niszczenie niektórych toksyn endogennych i bakteryjnych. Nadmierne ogrzewanie produktów białkowych powoduje zmniejszenie biologicznej dostępności niektórych aminokwasów, wskutek utrudnienia trawienia. Szczególnie wrażliwe na ogrzewanie są cysteina, lizyna, metionina, tryptofan, arginina i leucyna. Biologiczna dostępność wrażliwych reszt aminokwasów zmniejsza się istotnie na ogół tylko po długotrwałym ogrzewaniu w temp. 115-130^oC w czasie co najmniej kilku godzin.

Ubytek dostępnej lizyny w mleku pasteryzowanym w czasie 40s. w temp. 74^oC wynosi 0-2%, w słodzonym mleku skondensowanym 0-3%, w mleku sterylizowanym 8-12%, a w mleku suszonym w suszarni walcowej 20-30%. Straty reszt cysteiny i cystyny w białkach soi ogrzewanych przez 2 h w temp. 100^oC wynoszą około 30%.

W czasie obróbki i przechowywania białka żywności utleniają się tlenem singletowym ¹O₂ anionorodnikiem ponadtlenkowym O''₂ oraz rodnikiem hydroksylowym OH powstającymi pod wpływem światła, kationów i enzymów.

Produkty autooksydacji lipidów oraz nadtlenek wodoru stosowane w niektórych procesach technologicznych również odgrywają istotną rolę. Polifenole zawarte w surowcach żywności w środowisku obojętnym lub zasadowym również utleniają się tlenem do chinonów, które mogą działać jako silne czynniki utleniające białka.

Promieniowanie jonizujące powoduje dekarboksylację lub utlenianie aminokwasów w stopniu zależnym od ich stężenia w roztworze, od obecności substancji ochronnych sensybilatorów oraz od wielkości pochłoniętej dawki.

Szczególnie wrażliwe na promieniowanie są aminokwasy siarkowe. Grupa tiolowa cysteiny utlenia się w środowisku tlenowym, a w warunkach beztlenowych powstaje siarkowodór lub wolna siarka. Metanotiol - produkt radiolizy metioniny - powoduje specyficzny zapach napromieniowanej żywności.

Zniszczenie aminokwasów wskutek utleniania istotnie zmniejsza wartość biologiczną białka. Np. produkty utleniania olejów rybnych powodują duże straty dostępnej lizyny w mączkach paszowych. Smażenie ryb na oleju uprzednio długo używanym w smażeniu powoduje o ok. 50% większe ubytki lizyny niż smażenie w świeżym oleju.

Produkty utleniania białek wpływają na zapach żywności bezpośrednio lub jako prekursorzy rozlicznych substancji zapachowych.

Zasadowe roztwory stosuje się przy otrzymywaniu koncentratów i izolatów białkowych, do inaktywowania miko toksyn i inhibitorów proteaz, do usuwania kwasów nukleinowych z biomasy jednokomórkowców oraz przy obieraniu owoców i warzyw.

Ogrzewanie białek w środowisku zasadowym może jednakże powodować denaturację, hydrolizę amidów i części wiązań peptydowych, modyfikację niektórych reszt aminokwasów oraz sieciowanie. Długotrwałe ogrzewanie w środowisku zasadowym w temp. pasteryzacji może powodować istotne pogorszenie strawności i przyswajalności białek. Tworzą się toksyczne substancje, które mogą powodować patologiczne zmiany w nerkach.

Wykład 23.11.09

Przemiany składników żywności w czasie przechowywania i przetwarzania c.d.

Niebiałkowe związki azotowe

Zawartość n.z.a. w żywności zależy od:

- rodzaju żywności

- warunków rozwoju organizmu stanowiącego suroweic

- jego stanu przed zbiorem

- czasu i sposobu przechowywania po zbiorze

- obróbki

W surowcach związki te powstają w reakcjach metabolicznych w komórkach, a po zbiorze ulegają przemianom w procesach katabolicznych i mikrobiologicznych. W produktach tworzą się wskutek obróbki technologicznej i w czasie przechowywania.

N.z.a. to przede wszystkim wolne aminokwasy i peptydy, kwasy nukleinowe, nukleotydy i produkty ich metabolizmu, tlenek tri metyloaminy (TMAO), mocznik oraz powstające z nich lotne aminy i amoniak, a także glukozydy, heterozydy cyjanogenne, alkaloidy oraz składniki aromatu żywności (tliazole, oksazole, pirole i pirazyny).

Duzy udział w ogólnej ilości związków azotu mają składniki niebiałkowe w mięsie, rybach i bezkręgowcach morskich od ok. 15% w mięsie ryb spodoustych, w przeliczeniu na azot. Mięśnie czerwone są z reguły znacznie bogatsze w azot niebiałkowy od mięśni białych.

N.z.a. mięsa wielu gatunków ryb składają się przede wszystkim z kreatyny, wolnych aminokwasów białkowych, TMAO, nukleotydów i peptydów. W warzywach azot zw. niebiałkowych stanowi 20-65% ogólnej ilości azotu.

N.z.a. i powstające z ich rozkładu również bezazotowe lotne produkty kształtują w dużej mierze zapach i smak żywności. Niektóre z nich po nagromadzeniu się w odpowiednio dużym stężeniu mogą być szkodliwe dla zdrowia człowieka.

Pod wpływem endogennych enzymów, obróbki w procesach technologicznych oraz działalność mikroflory zachodzą w żywności pożądane i niekorzystne przemiany wolnych aminokwasów i peptydów.

Lotne związki o nieprzyjemnej woni tworzą się również wskutek mikrobiologicznego rozkładu aminokwasów siarkowych. Duży wpływ na sensoryczne i zdrowotne cechy żywności mają endogenne o bakteryjne dekarboksylazy aminokwasów (przyczyna bombaży przeterminowanych marynat rybnych w hermetycznie zamkniętych opakowaniach).

Wolne aminy są naturalnymi, powszechnie występującymi składnikami żywności. Znaczne ilości amin znajdują się m.in. w produktach piekarniczych, piwie, winach, herbacie, czekoladzie, kawie, owocach, warzywach, przetworach zbożowych, serach, przetworach mlecznych, w mięsie, rybach i grzybach.

Prekursory wolnych amin:

- aminokwasy

- TMAO i fosfolipidy

Z aminokwasów powstają wskutek dekarboksylacji pod wpływem endogennych enzymów, a głównie przy udziale dekarboksylaz drobnoustrojów, a także w wyniku rozkładu cieplnego i w przemianach nieenzymatycznego brązowienia.

Aminy powstają także wskutek rozkładu estrów fosfatydylowych oraz jako produkty aminacji i transaminacji aldehydów. Mają bardzo istotny wpływ na jakość żywności. Lotne aminy uczestniczą w tworzeniu typowego, dojrzałego lub nieświeżego zapachu wielu artykułów spożywczych. Liczne aminy nielotne, w tym poliamidy, mogą działać toksycznie. Aminy drugorzędowe w reakcjach z azotanami mogą tworzyć rakotwórcze N-nitroaminy.

W mięsie zwierząt morskich źródłem lotnych amin jest TMAO. Po śnięciu ryb TMAO ulega redukcji pod wpływem enzymów endogennych lub bakteryjnych do trimetyloaminy (TMA) nośnika charakterystycznego zapachu rybiego. Obok TMAO powstają również dimetyloamina i metyloamina. Zawartość tych amin w mięśniach różnych zwierząt morskich zależy od stanu zaawansowania przemian katabolicznych - jest bardzo mała po zabiciu ryby i zwiększa się w czasie przechowywania surowca, szczególnie szybko w okresie intensywnego rozwoju mikroflory. W mięśniach ryb kilku gatunków zwłaszcza dorszowatych, oraz w mięśniach mięczaków i skorupiaków występuje enzym katalizujący rozkład TMAO do dimetyloaminy i aldehydu mrówkowego. Enzym tej jest aktywny także w niskiej temp. Powstający w tej reakcji aldehyd mrówkowy powoduje sieciowanie białek i twardnienie długo przechowywanych mrożonych ryb niektórych gatunków.

W wielu artykułach żywnościowych, wytwarzanych i dojrzewających przy udziale procesów fermentacyjnych, a także nieświeżych lub silnie zanieczyszczonych mikrobiologicznie, występuje histamina, putrescytyna, kadaweryna, spermidyna, spermina i tyramina.

Putrescyna gromadzi się w owocach cytrusowych, przechowywanych w niskiej temp., a szczególnie dużo tyraminy jest w niektórych serach. Prekursorami tych amin są m.in. aminokwasy uwalniane z białek wskutek hydrolizy.

W surowych rybach największe znaczenie ma histamina. Nagromadza się ona przede wszystkim w mięśniach bogatych w histydynę w postaci wolnej lub związanej w białkach, a więc ryb z rodziny makrelowatych i makreloszowatych oraz innych ryb o ciemnym mięsie. W rybach dorszowatych oraz bezkręgowcach morskich tworzy się niewiele histaminy. Np. w 100g mięsa dorsza jest zaledwie 1 mg histaminy, w rybie całkowicie zepsutej 5-krotnie więcej. W 100g mięsa makreli, tuńczyka i sardynki w stanie bliskim zepsucia może być kilkaset miligramów histaminy. Główną przyczyną powstawania histaminy w śniętych rybach jest działanie enzymów bakteryjnych. Do bakterii dekarboksylujących histydynę należy kilkanaście gatunków z rodzajów Enterobacteriaceae, Bacillaceae i Vibrionaceae. Najszybsze tworzenie histaminy w temp. 20-45^oC. Przyjmuje się, ze ilość histaminy, znaczące ze względu na możliwość wywołania zatrucia pokarmowego, nie powstają, jeśli surowiec przechowuje się przez cały czas od złowienia w temp. nie przekraczającej 10^oC, a natychmiastowe oziębienie ryb do 0^oC lub zamrożenie całkowicie eliminuje niebezpieczeństwo dekarboksylacji histydyny. Nie mniej szczep bakterii Morganella morganii jest zdolny do wytwarzania dużej ilości histaminy w temp. 5^oC. W rybach zanieczyszczonych tą bakterią przechowywanych przez kilka dni w temp. 10^oC, a później w warunkach chłodniczych nagromadzają się duże ilości histaminy, pomimo zatrzymania wzrostu bakterii w temp. 0^oC.

N-nitrozaminy (NNA) - 90% ma działanie rakotwórcze. Nitrozowaniu w reakcji z azotanami ulegają drugorzędowe i trzeciorzędowe aminy i amidy (największa wydajność amin drugorzędowych). Czynnikiem nitrozującym jest m.in. bezwodnik N₂O₃.

Najważniejsze źródła NNA w diecie człowieka to smażony bekon, wędzonki mięsne i wędzone ryby. Na tworzenie się nitrozamin ma również wpływ dym wędzarniczy. W szynce pakowanej w siatki polimerowe występuje nitrozamina wskutek reakcji azotanu z aminami stosowanymi w procesie wulkanizacji polimeru. Liczne NNA występują również w glebach ekosystemów polowych i trawiastych oraz w wodach powierzchniowych (powstają przy uczestniczeniu bakterii). Tworzeniu się NNA sprzyja intensywne mineralne nawożenie azotowe. Konsekwencją nagromadzenia się w glebie - obecność w paszach i w mięsie zwierząt rzeźnych.

W ostatnich latach pojawiło się wiele publikacji dotyczących powstawania, zawartości i właściwości heterocyklicznych amin aromatycznych (HAA) w ogrzewanych, głównie pieczonych i smażonych produktów żywnościowych bogatych w białka. W czasie przechowywania żywności jej smak i zapach ulegają stopniowemu pogorszeniu. Ma to związek z tworzeniem się lotnych związków zapachowych w wyniku działania drobnoustrojów i reakcji biochemicznych przebiegających w czasie przygotowania żywności i jej przechowywania. Hydrolityczne procesy rozkładu białek, sacharydów i lipidów katalizowane przez enzymy proteolityczne oraz lipolityczne pochodzące od mikroorganizmów są przyczyną powstawania lotnych substancji o bardzo intensywnym, ostrym i niepożądanym zapachu. W pieczonym mięsie w temp. 150-230^oC zawartość HAA zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury. Taka wysoka temp. występuje przy pieczeniu tylko w zewnętrznych warstwach żywności (największa zawartość w spieczonej, zewnętrznej warstwie produktu). W temp. niższej niż 100^oC - w mięsie ryb wędzonych na gorąco. W czasie przechowywania żywności jej smak i zapach ulegają stopniowemu pogorszeniu. Ma to związek z tworzeniem się lotnych związków zapachowych w wyniku działania drobnoustrojów i reakcji biochemicznych przebiegających w czasie przygotowania żywności i jej przechowywania.

Reakcja deaminacji i dekarboksylacji, katalizowane przez enzymy głównie pochodzenia bakteryjnego, są podstawą procesów gnilnych przebiegających w odczynie obojętnym lub zasadowym w produktach białkowych np. mięsie czy rybach. W procesach rozkładu aminokwasów można wyróżnić przemiany beztlenowe określane mianem gnicia. Prowadzą one do powstawania amoniaku i tioli, indolu, siarczku wodoru, amin, kwasów organicznych. Typową reakcją beztlenowego rozkładu jest przekształcenie cysteiny w tiole.

W środowisku kwaśnym większą aktywnością przejawiają dekarboksylazy, w wyniku tego z aminokwasów powstają aminy o nieprzyjemnym zapachu. Produkty rybne, mięsne i mleczarskie zawierają stosunkowo dużo alkiloamin, jak: metyloamina, dimetyloamina i tri metyloamina, n-propyloamina i izopropyloamina.

Często pojawiającymi się produktami rozkładu aminokwasów są amoniak, keto kwasy i nienasycone kwasy tłuszczowe. Najbardziej charakterystycznymi produktami gnilnymi, o obrzydliwym zapachu i trujących właściwościach są związki powstające w wyniku dekarboksylacji aminokwasów zasadowych, ornityny i lizyny, tj. putrescyna i kadaweryna.

Do grupy amin biologicznie czynnych należy tyramina występująca w serach w ilości >1mg/kg. W psujących się artykułach żywnościowych w wyniku biologicznego rozkładu aminokwasów siarkowych tworzą się lotne związki o nieprzyjemnym zapachu jak: metanotiol, siarczek wodoru, etanotiol. W skutek bakteryjnego rozkładu tryptofanu w nieświeżych produktach rybnych tworzą się indol i skatol o odrażającej woni kału.

Smak potraw może się stać coraz mniej pożądany podczas przechowywania, na skutek odparowania lotnych związków zapachowych lub ich przemian w reakcjach autooksydacji, polimeryzacji, rozkładu i hydrolizy. Produkt żywnościowy może wytwarzać niepożądany zapach, jeżeli te same reakcje wystąpią w jego składnikach lub dodatkach.

Przykładem jest rewersja zapachu sojowego i zapachów powstających w wyniku utleniania lipidów (zapach zjełczały). W czasie chłodniczego przechowywania gotowego mięsa, ryb i drobiu pojawiają się obce smaki i zapachy określane terminem WOF (Warmed Over Flavour).

Nagromadzenie niepożądanego smaku i zapachu określa się terminem panty (PTY) i kartonowy (CBD). Zmiany tych właściwości zapachowych są spowodowane nagromadzeniem się produktów utleniania tłuszczów.

Obcy zapach i smak może też powstawać przy migracji zapachu z opakowania lub absorbowania zapachu jednego rodzaju żywności przez inną. Odchyleń smaku i zapachu mięsa należy też doszukiwać się w żywieniu zwierząt, ich stanach chorobowych i w wyniku działania podawanych im leków.

Chemia lipidów żywności jest wyjątkowo skomplikowana, gdyż lipidy są substancjami o bardzo złożonej i różnorodnej budowie, ulegającymi wielu przemianom. Przykład - reakcja autooksydacji lipidów nienasyconych, głównie polienowych. Są to wyjątkowo labilne składniki żywności, a bardzo często niepożądane przemiany są zasadniczym czynnikiem determinującym jej jakość.

Przemiany nienasyconych lipidów spowodowane utlenianiem tlenem atmosferycznym są główną przyczyną niepożądanych zmian wielu artykułów spożywczych. Przemiany te zachodzą z udziałem lub bez udziału enzymów.

Reakcja olefiny z tlenem prawdopodobnie wymaga aktywacji alkenu lub tlenu, dlatego utlenianie lipidów rozważa się jako dwa procesy przebiegające wg różnych mechanizmów i prowadzące do nieco innych produktów. Są to autooksydacja (samoutlenianie) i utlenianie fotosensybilizowane (utlenianie pod wpływem światła).

Autooksydacja jest rodnikową reakcją łańcuchową trzyetapową:

1. Inicjacja=> rodnik alkilowy

2. Propagacja=> reakcja rodnika z tlenem i utworzenie rodnika nadtlenowego, który reaguje z nienasyconym lipidem - alkenem i tworzy się wodorotlenek oraz nowy rodnik nadtlenkowy. Reaguje on z tlenem rodnik nadtlenowy (reakcja łańcuchowa).

3. Terminacja=> zakończenie na skutek rekombinacji rodników.

Fotoutlenianie obejmuje reakcję alkenu z tlenem w obecności światła odpowiedniego sensybilizatora (uczulacza). Uczulacze chlorofil lub erytrozyna przekształcają tlen w bardziej reaktywny stan singletowy. Taki tlen reaguje z alkenem bez wytwarzania rodnika przyłączając się do jednego z węgli olefinowych.

Ta reakcja powodując migrację podwójnego wiązania i zmianę jego konfiguracji cis w trans. Jest inhibowana przez „wygaszacze” tlenu singletowego jak np. β-karoten czy tokoferole. Fotoutlenianie jest dużo szybsze niż autooksydacja. Nie oddziałują na nie przeciwutleniacze.

Wykład 30.11.2009

Mykotoksyny występujące w żywności i ich szkodliwość dla człowieka.

Uważa się że grzyby i wytwarzane przez nie mykotoksyny powodują zniszczenie lub pogorszenie jakości ok. 25-30% żywności stwarzając zagrożenie dla zdrowia nawet życia. Poznano ok. 400 mykotoksyn i ich pochodnych. Najważniejsze z nich to:

-aflatoksyny

-ochratoksyny

-mykotoksyny

produkowane przez grzyby z rodzaju fusarium.

Mykotoksyny fuzaryjne to:

-trichoteceny

-zearalenon

-moniliformina

-enniatiny

-beauvercicna

-fumoniziny

Najczęściej występującymi mykotoksynami w zbożach są trichoteceny, spośród których wyróżnia się mykotoksyny typu A i B. Trichoteceny typu A takie jak T-2, TH-2, diacetoxyscirpenol (DAS) i neosolaniol (NEO) są istotnie bardziej toksyczne niż trichoteceny typu B do których należy deoxynivalenol (DON) i nivalenol (NIV).

Mykotoksyny mogą występować w całym łańcuchu produkcji żywności czyli od pola do stołu. W Europie największe niebezpieczeństwo związane jest z zanieczyszczeniami żuwności ochratoksyną pochodzenia fuzaryjnego. Mykotoksyny fuzaryjne tworzą się przed zbiorem zbóż, gdy materiał siewny nie był zaprawiony i przy słabej ochronie plantacji przed chorobami fuzaryjnymi.

Te choroby to:

-fuzaryjny zgorzel podstawy źdźbła i korzenia

-fuzarioza liści i kłosów

Choroby te występują głównie:

-przy dużym udziale zbóż w płodozmianie

-niestarannym przykryciu resztek pożniwnych

-dużym zagęszczaniu łanu na odmianach późno dojrzewających.

-w czasie magazynowania zbóż

Spośród fuzaryjnych mykotoksyn w czasie przechowywania tworzy się zearalenon, którego tworzenie zapoczątkowane jest z ziarnie jeszcze w polu. Główne zagrożenie dla przechowywanego ziarna tworzą aflatoksyny i ochratoksyna A.

Aflatoksyny:

- są wytwarzane prze niektóre szczepy Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus

- optymalne warunki do tworzenia- duża wilgotność i wysoka temperatura (kraje tropikalne i subtropikalne)

- najbardziej rozpowszechnione aflatoksyny: B1, B2, G1, G2.

- krowy karmione aflatoksynami B1 i B2 wydalają w mleku ich metabolity M1 i M2

- w największych stężeniach występują aflatoksyny B1 iG1

- w Polsce największa wykryta ilość aflatoksyny B1 wy nosiła 2,8 mg/kg paszy.

- ich obecność stwierdzono w pszenicy, jęczmieniu, owsie, życie, ryżu, sorgo, mleku i jego przetworach.

- w Polsce 12,7% badanych pasz zwierzęcych i ich składnikach stwierdzono te związki.

- wchłaniają się głównie przez przewód pokarmowy

- najwięcej stwierdzono w wątrobie u ludzi i zwierząt

- wykryto również w nerkach, mięśniach, tkance tłuszczowej

- główne metabolity aflatoksyny B1 to pochodne hydroksylowe, wydalane z moczem lub żółcią.

- działanie toksyczne:

= stwierdzono liczne zatrucia u indyków, kaczek, kurcząt, świń, cieląt, karmionych paszą zanieczyszczoną aflatoksynami (rakotwórcze działanie 1mg/kg paszy- czas działania u gryzoni od 20 do 80 tygodni, wrażliwsze niż gryzonie od 3 do 12 μg/kg ciała w czasie od 12 do 20 miesięcy- nowotwory wątroby)

= powstają również nowotwory w innych narządach-okrężnica, żołądek, nerki, gruczoły łzowe, język, tchawica.

- Uzyskano niepodważalne dowody na istnienie korelacji pomiędzy spożytą dawką aflatoksyny, a działaniem hepatotoksycznym.

-zagrożenia:

= większe u dzieci (sposób odżywiania i większe spożycie na masę)

= zawodowo (rolnicy i hodowcy zwierząt podczas przygotowania paszy, pracownicy młynów rozdrabniających orzechy ziemne i nasiona oleiste.

- związki te znaleziono w produktach spożywczych, najwyższe jednak zanieczyszczenia notowano w orzechach ziemnych i nasionach oleistych, również w nasionach

bawełny i kukurydzy.

- ustalono poziom tolerancji wybranych produktów żywnościowych, nie powoduje to jednak całkowitego zabezpieczenia ludzi.

Ochratoksyny:

1)Ochratoksyna A

- jest metabolitem 7 gatunków grzybów z rodzaju Aspergillus i 6 gatunków z rodzaju Penicillum.

- wchłania się głównie z przewodu pokarmowego i szybko jest dystrybuowana

- najwięcej odkłada się w nerkach, następnie w wątrobie, mięśniach i tkance tłuszczowej

- w organizmie rozkłada się za ochratoksynę alfa i fenyloalaniny.

- wydala się głównie z moczem

- jest najważniejszą mykotoksyną stwierdzoną surowcach roślinnych w warunkach klimatycznych Polski

- najcz. występuje w zbożach

- u zwierząt powoduje poważne uszkodzenie nerek- powiększenie masy, zmiana barwy, zmiany czynnościowe

- występowanie ochratoksyny A w mięsie wieprzowym, we krwi i wyrobach garmażeryjnych pochodzenia wieprzowego jest uważane za przyczynę tzw. nefropatii ochratoksynowej u ludzi (u 38% zbadanych w Polsce świń krew była skażona ochratoksyną A)

- u ludzi stwierdzono występowanie ochratoksyny A w surowicy krwi (w 7,2% przypadków). Jest to niepokojące zjawisko, ponieważ krew wieprzowa jest wykorzystywana do celów spożywczych i ocena tylko makroskopowych zmian nerek jest nieprzydatna, ponieważ jest dowodem zaawansowanej nefropatii nie związanej z obecnością toksyny w organizmie.

- w badaniach wykazano działanie teratogenne ochratoksyny A, brak natomiast informacji o ewentualnym działaniu rakotwórczym i mutagennym

Zearalenon:

- mykotoksyna o właściwościach estrogennych

- jest naturalnym zanieczyszczeniem kukurydzy i zbóż

- pasza zawierająca tę mykotoksynę wywołuje u zwierząt zespół estrogeny

- objawy występujące u loszek polegały o powiększeniu sromu oraz gruczołów sutkowych.

- istnieją również przypuszczeni, że związek ten wywołuje u bydła zaburzenia płodności i przedłuża ruje.

W związku z tym, że wymienione mykotoksyny tworzą się podczas przechowywania żywności niesłychanie ważne jest oczyszczanie produktów, w tym ziarna, schładzanie i przewietrzanie, a także utrzymywanie w czystości magazynów

Fuminizyna:

- groźna mykotoksyna

- produkowana przez grzyby z rodzaju Fusarium (F. moniliformis i F. prolireatum)

- prod. 3 odmiany fuminizyny:B1, B2, B3

- fuminizyna B1 zdecydowanie przeważa- 70% ogólnej wartości.

- wywołują leukoencefalomacje u koni, obrzęk płuc u świń oraz toksyczne uszkodzenie nerek i raka wątroby szczurów

- podejrzewa się je o udział w procesach nowotworzenia w przełyku, czy powstawaniu pierwotnego raka wątroby człowieka.

Zapewnienie bezpieczeństwa zdrowotnego produkowanego ziarna zbóż w Polsce będzie niebawem absolutnym priorytetem w jego produkcji. Zaostrzone wymogi jakościowe ziarna zbóż i ich przetworów wynikają z ogólnoświatowych standardów jakościowych. Nowe zaostrzone wymogi obowiązują od 1 lipca 2006 roku.

W Polsce badania żywności w ramach kontroli urzędowej przeprowadza Państwowa Inspekcja Sanitarna.

W zakresie mykotoksyn dotyczą one:

-importowanych pistacji z Iranu

-orzechów brazylijskich z Brazylii

-orzechów ziemnych z Egiptu i Chin

-pistacji i orzechów laskowych z Turcji

(badania do 100% partii sprowadzonych- szczególnie zagrożonych nadmiernym zanieczyszczeniem przez mykotoksyny)

-kontroli pozostałych produktów importowanych (orzechów i innych krajów)

-kontroli produktów w obrocie handlowym

-kontroli ochratoksyny A w mące pszennej i żytniej oraz jej przetworach

-kontroli patuliny w soku jabłkowym

-kontroli aflatoksyny B1 i sumy aflatoksyny B1, B2, G1, G2 oraz ochratoksyny w przyprawach (pieprz, papryka, imbir, gałka muszkatołowa, kurkuma).

Mykotoksyny	Dyskutowane poziomy w μg/kg
Deoxynivalenol Zearalenon Fumoniziny B1 i B2	200-1500 20-200 100-1000
Toksyny T-2 HT-2	50

Regulacje prawne dotyczące występowania mykotoksyn w produktach dla niemowląt i dzieci.

Mykotoksyna	Produkty żywnościowe	Maksymalny poziom w μg/kg
Deoxynivalenol	Produkty zbożowe, chleb, płatki, prod. zbożowe dla dzieci	500 350 100
Zearalenon	Produkty zbożowe Prod. zbożowe dla dzieci	50 20
Fumoniziny B1 i B2	Prod. kukurydziane Płatki kukurydziane Płatki kukurydziane dla dzieci	500 100 100
Aflatoksyny B1	Prod. i specjalna żywność dietetyczna dla dzieci	0,1
Aflatoksyny M1	-	0,025
Ochratoksyna A	-	0,5

Zmianowanie => Jeśli kukurydza lub pszenica są przdplanami. Nie uprawiać pszenicy Przyorywać i niszczyć resztki roślinne

Warunki => Uprawiać tylko odporne odmiany Minimalizować stresy poprzez nawożenie uprawy

Zbiór

Przechowywanie

Mykotoksyny	Główne gatunki produkujących je grzybów	Działania szkodliwe	Ocena toksykologiczna
Aflatoksyny B1, B2, G1, G2	Aspergillus flavus A. parasiticus A. niger	Kancerogenność Hepatotoksyczność Immunotoksyczność Zaburzenia wzrostu	AF- związek rakotwórczy dla człowieka (grupa 1)
Fumoonizyny	Fusarium moniliforma, F. prolifararion	Kancerogenność Cytotoksyczność Immunotoksyczność Neurotoksyczność Zaburzenia: oddychania wzrostu, ukł. krążenia	Przypuszczalnie rakotwórczy dla człowieka (gr 2B) Tolerowane dzienne pobranie 2μg/kg masy ciała
Deoksyniwalenol (womitoksyna)	F. gremineraum F. culmorum F. sporotrichioidies F. paoe F. acuminatum	Teratogenność Cytotoksyczność Immunotoksyczność Neurotoksyczność	Brak dowodów na dział. rakotwórcze dla człowieka (gr 3) Toler. dzien. pobr. 1μg/kg m.c.
Trichoteceny TH-2 T-2	F. sporotrichioidies F. paoe F. acuminatum	Kancerogenność Immunotoksyczność Neurotoksyczność Hepatotokszyczność Zaburzenia wzrostu	Brak dowodów na dział. rakotwórcze dla człowieka (gr 3) Toler. dzien. pobr. 60ηg/kg m.c.
Zearaleon	F. gremineraum F. culmorum F. crookwellense	Kancerogenność Teratogenność Immunotokszyczność Hepatotoksyczność Zaburzenia rozmnażania	Brak dowodów na dział. rakotwórcze dla człowieka (gr 3) Toler. dzien. pobr. 0,2μg/kg m.c.

Wykład 07.12.09

Przechowywanie mrożonej żywności

Klimatyczne warunki przechowywania mają istotny wpływ na jakość mrożonej żywności. Decydujący parametr, oddziałujący bezpośrednio lub pośrednio na przebieg procesów fizycznych, kinetykę reakcji chemicznych i biochemicznych oraz aktywność życiową drobnoustrojów to temperatura.

Wpływ innych czynników jest ograniczony, np. wilgotność powietrza wpływa na procesy parowania i sublimacji wody, a ciśnienie na tempo wymiany lotnych substancji aromatycznych. Znaczenie tych czynników maleje w miarę wprowadzania coraz niższej temperatury i coraz doskonalszych opakowań.

Pod wpływem ciepła dopływającego głównie z zewnątrz ( w wyniku przenikania przez ściany i stropy oraz strat eksploatacyjnych) następuje jednocześnie dopływ wilgoci do powietrza w pomieszczeniach (przede wszystkim jako efekt sublimacji z powierzchni składowanych produktów).

Zależność taka - przy niezmienionych pozostałych warunkach dopływ wilgoci wzrasta wraz z dopływem ciepła. Przy odprowadzaniu ciepła z pomieszczeń chłodniczych spadkowi temperatury towarzyszy zwykle zmniejszenie zawartości wilgoci w powietrzu obiegowym.

Wynika to z tego, że temperatura parowania czynnika w instalacji leży poniżej temp. eksploatacji komór i wilgotne powietrze o niskiej temp. i dużej wilgotności względnej, w zetknięciu z powietrzem parownika schładza się poniżej stanu nasycenia i oddaje nadmiar zawartej w nim wilgoci.

Warunki chłodnicze pozostają w stanie równowagi, gdy ilość ciepła i wilgoci dopływająca do pomieszczenia jest równa ilości ciepła i wilgoci odprowadzanej przez układ chłodniczy. Zadaniem techniki chłodniczej jest kształtowanie tej dynamicznej równowagi i utrzymywanie możliwie niskiej temperatury i dużej wilgotności względnej powietrza, przy zachowaniu stałości przyjętych parametrów klimatycznych i równomierności ich rozkładu w obrębie komory.

Temperatura przechowywania
Funkcją temperatury przechowywania, przy założeniu właściwego stanu jakościowego użytych surowców oraz prawidłowości procesów przerobu, pakowania i zamrażania, jest trwałość produktów tj. czas, w którym zmiany jakościowe nie wykraczają poza założony dopuszczalny zakres. Za maksym. temp. długookresowego przechowywania produktów żywnościowych uważa się aktualnie w skali światowej temp. -18°C.

Obniżenie temperatury eksploatacyjnej z -18°C do - 28°C daje możliwość następującego względnego przedłużenia dopuszczalnego czasu przechowywania produktów mrożonych (czas przechow. w temp. -18°C przyjęto za 100%): wieprzowiny 150%, wołowiny -144%, drobiu -od 165 d0 186% (zależnie od gatunku), masła w blokach - 228%.

W nowoczesnych obiektach chłodniczych powszechnie stosuje się temperaturę -30°C i ostatnio jeszcze niższe dla towarów szczególnie podatnych na zmiany jakościowe, Dotyczy to zwłaszcza niektórych gatunków ryb. Przy długookresowym składowaniu ryb należy stosować temp. komór -45°C.

Ważnym argumentem przemawiającym za obniżeniem temperatury przechowywania jest ograniczenie ubytków masy i towarzyszących im nieodwracalnych zmian jakościowych produktów. Dotyczy to zwłaszcza towarów składowanych luzem (bez opakowania) lub nieodpowiednio opakowanych.

Za obniżeniem temp. przechow. przemawia również:
1.systematyczne zwiększanie wielkości budowanych obiektów chłodniczych,
2.zasada rozdziału procesów zamrażania ( w wytwórniach mrożonej żywności) i przechowywania (w wielobranżowych chłodniach składowych).

Zależność trwałości produktów od temperatury
Od surowca do gotowego wyrobu produkty żywnościowe przechodzą przez różne formy obróbki wpływające na ich podstawowe cechy oraz towarzyszące im zmiany właściwości sensorycznych i użytkowych oraz zmiany wartości żywieniowej tj. wyróżniki określające ich trwałość.

Mrożona żywność nie ma nieograniczonej trwałości, Niska temp. eliminuje działanie drobnoustrojów, lecz nie powstrzymuje całkowicie zachodzących w produktach zmian biochemicznych, chemicznych i fizycznych.

W procesie przechowywania wyróżnia się dwie cezury wyznaczające kolejno maksymalne okresy zachowania wysokiej i normalnej jakości.
Pierwszy trwa do momentu ujawnienia pierwszych zmian, drugi trwa dopóty, dopóki nie występują jeszcze zmiany dyskwalifikujące.

Dopuszczalne okresy przechowyw. mrożonej żywności zależą od rodzaju i wyjściowych cech zamrażanych produktów oraz charakteru i warunków ich obróbki chłodniczej.Zależność między temp.(do poziomu -20°C) i czasem przechowyw. zamrożonych α ( w miesiącach) wyrażono w formie ogólnego równania wykładniczego: α=Ax10^-0,057

gdzie A - ustalone doświadczalnie współczynniki liczbowe, określające trwałość poszczególnych produktów w stanie zamrożonym. Dla każdego produktu i dla każdego zakresu temperatury istnieje określony przedział czasu, po upływie którego występują pierwsze wykrywalne zmiany jakościowe JND (Just Noticeable Difference).

Czas ten jest określony zgodnie z zaleceniami Międzynarodowego Instytutu Chłodnictwa, jako okres zachowania dobrej jakości HQL (High Quality Life). W ścisłym sformułowaniu jest to czas od momentu zamrożenia do momentu, w którym 70% doświadczonych degustatorów odróżni badany produkt od próbki kontrolnej (p. świeży, tuż po zamrożeniu lub przechowywany w temp.<- 40°C)

Mrożone produkty żywnościowe można umownie podzielić na grupy o ograniczonej, średniej i dużej trwałości: dopuszczalne okresy ich przechowywania w maksymalnej, dopuszczalnej temp. -18°C określono odpowiednio na 6-9, 9-12 oraz 11-15 miesięcy.

Ogólnie okres HQL jest tym dłuższy, im wyższa jest wyjściowa jakość zamrożonego produktu i niższa temperatura przechowywania. Wartość ta dla warzyw, owoców, kurcząt i wołowiny wynosi ponad 2 lata w temp.
-30°C i w tych samych warunkach dla wieprzowiny wynosi 17 miesięcy, dla ryb tłustych 6 miesięcy i dla ryb chudych 9 miesięcy.

W temp. -20°C okres przechowywania wydatnie się skraca i wynosi 7 m. dla szpinaku, 14 m. dla groszku i truskawki, 20 m. dla malin, 8 m. dla kurcząt, 12 m. dla wołowiny, 7 m. dla wieprzowiny, 2,5 m. dla ryb tłustych i 4 m. dla ryb chudych.

W temp. -10°C czas ten wydatnie się skraca i wynosi od 1 miesiąca do 3 miesięcy w zależności od produktu (3 m. kurczęta i wołowina).

Trwałości produktów mrożonych nie można bezpośrednio porównywać z trwałością tych samych produktów stanie świeżym lub utrwalonych innymi metodami z powodu innego charakteru zachodzących w nich zmian (utlenianie tłuszczów, denaturacja białek, ubytki masy), uzewnętrzniające się zmianami sensorycznymi produktów (barwa, smak, zapach, konsystencja po rozmrożeniu).

Dla porównania szybkości procesów zachodzących w różnej temperaturze przyjęto tzw. współczynnik temperaturowy. Zwykle jest używany współcz. Q₁₀ określający stosunek szybkości reakcji w danej temp. T i temp. o 10°C wyższej
Q₁₀₌Y_T+10
Y_T
gdzie Y_{T __} - _{_}szybkość reakcji

Dla większości artykułów spożywczych Q₁₀ ma wartość stałą, niezależną od temp. i wynosi 2-3. Jest to prawo van't Hoffa Arheniusa. Stwierdza ono, że obniżeniu temp. ciała o 10°C, intensywność zachodzących w nim reakcji maleje 2-3-krotnie i w przybliżeniu w tym samym stosunku rośnie jego trwałość. Wyróżniki produktów o dużych wartościach współczynnika Q₁₀ są określane jako krytyczne i mają szczególne znaczenie przy określaniu okresów HQL. Wraz z obniżeniem temp.wartości współ. zwykle maleją. Przyjmuje się, że obniżenie temp. przechow. z -20°C d0 -30°C ok. 2-krotnie przedłuża dopuszczalny czas przechowywania.

Pojęcie HQL stosuje się w pracach badawczych i przy określaniu trwałości nowych produktów. W przemyśle stosuje się termin praktyczny okres przechow. PSL (Practical Storage Life). Jest to czas od momentu zamrożenia do momentu, w którym obniżenie jakości produktu osiągnie poziom uniemożliwiający jego sprzedaż lub przerób w zamierzonym procesie. Okres PSL jest dość umowny i jest kilkakrotnie dłuższy od okresu HQL, np. okresy HQL i PSL w temp. -20°C dla ryb chudych ustalono odpowiednio na 4 i 15, dla ryb tłustych na 3 i 16 miesięcy.W praktyce okresu PSL zwykle w całości się nie wykorzystuje, z powodu dyskwalifikujących zmian jakości produktów jego w końcowej fazie. Dla produktów, których krytycznym wyróżnikiem jest barwa (kalafiory, ryby tuńczykowate, brzoskwinie) okres PSL jest tylko nieznacznie dłuższy niż HQL.

Większość gatunków mrożonych owoców i warzyw można w temp. -18°C przechowywać przez rok lub dłużej; wiśnie , grzyby i szparagi wymagają niższej temperatury (-25°C), warzywa i zioła aromatyczne (np.. Pietruszka, bazylia) nawet w temp, -30°C ze względów jakościowych nie mogą być składowane dłużej niż kilka miesięcy.

Dla każdego produktu mrożonego o znanym czasie i warunkach przechowywania, można z wystarczającą dokładnością określić stopień wykorzystania jego potencjalnej trwałości. W tym celu oddzielnie dla każdego produktu i dla każdej temp. ustala się łączny czas zachowania dobrej jakości α i na tej podstawie oblicza się średni procentowy spadek jakości, w przeliczeniu na 1 dobę przechowywania A_i. A_i=1 100%

Tak więc względna szybkość spadku jakości produktów zamrożonych określa się odwrotnością czasu, po upływie którego pojawiają się możliwe do wykrycia zmiany jakości.
A oto orientacyjne wartości tego wskaźnika dla różnej temp. przechowywania.:
______________________________
temp. w °C wskaźnik dobowego
spadku jakości
________________________________
-8 °C 0,025
-11 °C 0,020
-14 °C 0,015
-18,5 °C 0,010
-26 °C 0,005
-30 °C 0,0012

W Polsce dopuszcza się łączne przechowywanie różnych produktów mrożonych w zakresie temperatury od -22°C do -18°C, z wyjątkiem ryb, dziczyzny w skórze oraz warzyw i owoców; w temp< -25°C poza dziczyzną i rybami w skrzyniach. Towary wydzielające silny, specyficzny zapach oraz towary podatne na pochłanianie obcych zapachów mogą być wspólnie przechowywane, jeżeli jedne z nich są zapakowane w paro- i gazoszczelne opakowanie (najlepiej próżniowe z folii termokurczliwych).

Istnieje ogólna zasada , że w stosowanych warunkach przechowywania produkt musi zachować swoje specyficzne właściwości. Dla produktów zamrożonych za taką podstawową cechę uznaje się również utrzymanie stałej temp. -18°C i niższej. Tak stanowią regulacje ustawowe większości krajów. Jedyna tolerancja w tym względzie dopuszcza w określonych przypadkach (m.in. podczas załadunku lub rozładunku środków transportu albo podczas składowania przed sprzedażą) krótkotrwałe podwyższenie temperatury produktu w partiach zewnętrznych do -15 °C. Przekroczenie tej wartości jest traktowane jako uchybienie.

Według udokumentowanych badań naukowych podwyższenie temp. przechowywania o 6°C, przy identycznej jakości początkowej i końcowej oraz porównywalnym wpływie innych czynników, powoduje skrócenie okresu przechowywania z 1 roku w temp. -18°C do 2-3 miesięcy w temp. -12°C.

Niekiedy niższa temperatura nie ma praktycznie wpływu na przedłużenie trwałości, a nawet znane są przypadki spadku trwałości określonych produktów w tych warunkach (nasilenie zmian frakcji białkowej przy przekraczaniu strefy maksymalnej krystalizacji i wielu reakcji utleniania).

Wpływ wahań temperatury na jakość produktów
Podczas przechowywania jakość produktów mrożonych zależy nie tylko od dostatecznie niskiej temperatury, ale również od jej stałości w czasie.Dopuszczalne tolerancje odchyleń temp. przechow. Produktów zamrożonych wynoszą
+1°C, produktów schłodzonych +0,5°C.

Przez wahania temp. przechowywania rozumie się odchylenia powyżej tolerancji, po całkowitym załadowaniu komory i wyrównaniu temp. wewnętrznej w złożonym towarze ( co 30 min. rejestruje się temp. za pomocą instalacji telemetrycznych i komputerów sporządzając dobowe, tygodniowe i miesięczne wykresy przebiegu temperatury w poszcz. pomieszczeniach.

Powszechnie występujące, krótkotrwałe i niezbyt duże wahania temperatury powietrza w komorze w zasadzie nie powodują istotniejszych zmian temperatury wewnętrznej przechowywanych produktów i są nieszkodliwe.

Przy dostatecznie dużych i częstych wahaniach temperatury, zwłaszcza w temperaturze powyżej -10°C mogą występować niekorzystne zmiany strukturalne, wiążące się z wejściem w strefę intensywnych, wtórnych przemian fazowych (powierzchniowe rozmrażanie kryształków lodu i ponowne wymarzanie powstającej wody na powierzchniach większych kryształów). Następują wówczas tzw. procesy sublimacji i rekrystalizacji oraz towarzyszące im zmiany jakościowe .
Szczególnie podatne na zmiany jakościowe o charakterze fizycznym są produkty niedostatecznie zamrożone i przechowywane luzem lub w nieodpowiednich opakowaniach w warunkach zmiennej temperatury.

Owoce zamrażane w tunelach do temp. wewn.-8°C, zamiast -18°C, w procesie domrażania w komorze ulegają zgniataniu i zbrylają się w formie bloku. Przy wahaniach temperatury proces ten w ograniczonym zakresie występuje również w owocach prawidłowo zamrożonych. Zbrylanie zależy również od obciążeń i czasu przechowywania. W temp. -24°C proces zbrylania praktycznie nie występuje.

Wahania temperatury bardziej niekorzystnie wpływają na jakość i trwałość produktów zamrożonych niż wyższa stała temperatura powietrza w komorze.

Inne czynniki wpływające na jakość mrożonej żywności
Szczególne znaczenie przypisuje się wpływowi surowców. Podstawowy warunek uzyskania właściwych efektów jakościowych w przechowalnictwie mrożonej żywności jest wysoka jakość surowców.

Wpływ na jakość i trwałość produktów zamrożonych mają;
- proces przerobu (rozdrabnianie, blanszowanie warzyw, obróbka cieplna składników potraw,parametry zamrażania).
- zabiegi ograniczające kontakt produktów z tlenem atmosf.( np. techniki zamrażania kriogenicznego, zamrażanie owoców w syropie, glazurowanie ryb),
-opakowań

Łańcuch chłodniczy

Produkcja mrożonej żywności to cały kompleks środków technicznych i czynności, koniecznych dla dostarczenia konsumentowi produktu o odpowiedniej jakości. Kompleks ten mający początek w momencie pozyskiwania surowca (zbiór, ubój, połów) aż do chwili rozmrożenia gotowego produktu przed spożyciem, jest określany mianem łańcucha chłodniczego.

Ogniwami tego systemu są chłodnie produkcyjne, składowe i dystrybucyjne, punkty sprzedaży detalicznej oraz zamrażarki domowe, względnie lodówki z zasobnikiem niskotemperaturowym. Elementem łączącym poszczególne ogniwa jest transport chłodniczy.

Cecha charakteryst. łańcucha chłodniczego - ciągłość. Przerwanie łańcucha równoznaczne z obniżeniem jakości lub zepsuciem produktu, jeżeli nie zostanie on w odpowiednim czasie zużyty. Nawet najlepiej zamrożony produkt może szybko stracić swą wartość w wyniku niewielkich nawet zaniedbań w technice składowania, transportu lub sprzedaży.

Np. w optymalnych warunkach działania łańcucha chłodniczego ryby przechowywane w chłodni w ciągu 5 miesięcy nie powinny leżeć w sklepie dłużej niż 8 dni. Charakterystyczną cechą łańcucha jest rosnący wskaźnik energii z malejącą kubaturą obiektu.

Ogólne zasady organizacji łańcucha chłodniczego:
1. Niską temp. składowania (poniżej -25°C) należy stosować głównie w chłodniach składowych. W porównaniu z innymi ogniwami łańcucha warunki te osiąga się przy stosunkowo niskich kosztach i małym nakładzie energii.

2. Z uwagi na korzystne warunki składowania dystrybucję mrożonej żywności należy tak organizować, by produkt przebywał najdłużej w chłodni składowej, a najkrócej w ladach i witrynach sklepowych.

3. Przy projektowaniu nowego centrum sprzedaży produktów mrożonych należy ograniczyć liczbę lad i witryn do liczby koniecznej do wyłożenia pełnego asortymentu, a na zapleczu przewidzieć komorę -mrożnię o temp. -25°C i pojemności równej 2-tygodniowej puli sprzedaży.

4. Wszędzie gdzie można należy eliminować z łańcucha chłodnię dystrybucyjną jako oddzielne ogniwo; zastępują ją chłodnie na zapleczach supermarketów oraz specjalne komory dystrybucyjne w chłodniach składowych.

Wykład 14.12.2009

Opakowania- definicje, funkcje

Definicje jakiegokolwiek produktu czy produktu czy procesu- właściwości lub określenie celu, któremu ma służyć. W przypadku opakowania - wiele przeciwstawnych elementów i czynników, zdefiniowanie go tradycyjnymi metodami staje się niemożliwe. Wszechstronność funkcji opakowań sprawia, że właściwie brak jest jednoznacznej definicji.

Ostatnio najczęściej spotykana definicja mówi że „ opakowanie to całokształt funkcji, jakie powinno spełnić”. Najchętniej cytowana definicja sformułowana przez profesora Bradleya mówi, że „opakowanie chroni to co sprzedaje i sprzedaje to co chroni”.

Jeden z najwybitniejszych specjalistów w dziedzinie opakowalnictwa Paine proponuje definicję: Opakowanie to skoordynowany system przygotowanie towarów do transportu, dystrybucji, składowania, sprzedaży detalicznej i użycia konsumenta.

norma ISO TC-122 WG 5 podaje taką definicję opakowania: „Zaprojektowany wyrób służący do zabezpieczenia, przygotowania wyrobu do dystrybucji, operacji logistycznych, oraz termin wieloznaczny określający opakowanie konsumenckie, przechowalnicze, zbiorcze, transportowe, wielokrotnego użytku i inne”. Znaczenie opakowalnictwa określiło jego pozycję jako jednego z ważniejszych sektorów gospodarki wielu krajów (materiały opakowaniowe, opakowania, urządzenia do pakowania).

Funkcje opakowań:

-ochronna

-logistyczna

-informacyjno-promocyjna

-ekonomiczna

-użytkowa

-technologiczna

-ergonomiczna

-ekologiczna

-edukacyjna

-hedonistyczna

-marketingowa

-towaroznawcza

-barierowości

-odporności fizykochemicznej

-odporności chemicznej, termicznej,

-podatności do formowania jednostek ładunkowych

-automatyzacji procesów magazynowych i transportowych.

Efekty przedłużenia trwałości produktu uzyskuje się przez:

-modyfikację warunków otoczenia

-oraz zastosowanie opakowań.

Wysokowydajne technologie i urządzenia klimatyzacyjne, skuteczne metody konserwacji, a także doskonałe materiały opakowaniowe, prowadzą do spowolnienia działania mechanizmów degradacji produktu. Nowoczesne opakowania i technologie nie tylko ograniczają negatywny wpływ działających na produkt narażeń, lecz niejednokrotnie potęgują działanie czynników mających na celu zabezpieczenie produktu. Jeszcze w latach siedemdziesiątych uważano, że interakcja produktu i opakowania w żadnym przypadku nie może mieć miejsca.

Obecnie istnieją opakowania wpływające na jakość produktu poprzez przedłużenie jego trwałości. Są to tzw. opakowania aktywne, stabilizujące zmiany w kryptoklimacie opakowania. Opakowania monitorujące stan otoczenia i sterujące kryptoklimatem noszą nazwę inteligentnych.

Opakowanie jest również produktem i czynniki działające na produkt oddziałują także na barierę ochronną, jaką jest opakowanie. Niezależnie od czynników zewnętrznych, na opakowanie działa również sam produkt, raz z kompleksem środków konserwujących i stabilizujących. Przy niewłaściwym doborze powoduje uszkodzenie lub nawet zniszczenie opakowania. Pakowany produkt może wchodzić w reakcję z materiałem opakowanym, tworząc nowe związki chemiczne, które mogą być niekorzystne z punktu widzenia zmian jakościowych produktu. Często bywa, że opakowanie jest na tyle istotnym elementem produktu, iż samo wymaga ochrony. Powstaje więc łańcuch ochronny dostosowany nie tylko do przechowywania produktu, lecz również do ochrony opakowań, do metod transportu i składowania.

Opakowanie jest swojego rodzaju wizytówką zapakowanego w nie produktu. Po obejrzeniu opakowania konsument odnosi pierwsze wrażenie co do zawartości. Dlatego też zarówno szata graficzna, jak i konstrukcja opakowania winny budzić jego zaufanie i być szczególnie atrakcyjne.

Opakowanie konsumenckie nie może zawierać substancji szkodliwych dla człowieka, które np. migrując do produktu spożywczego, a następnie przenikając do organizmu mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia.

Właściwości bezpieczeństwa zdrowotnego zapewnić musi producent, natomiast rolą państwa jest zapewnienie skutecznej kontroli. W Polsce obowiązek oceny sanitarno-higienicznej opakowań spożywczych jest nałożony na Państwowy Zakład Higieny i podległą mu Inspekcję Sanitarno- Epidemiologiczną.

W nowoczesnej gospodarce opakowanie nie stanowi samodzielnego elementu promocji wyrobu, ale jest częścią strategii marketingowej firmy. Firma stara się za pomocą opakowania przekazać pewne informacje o produkcie. Informacje te przedstawione są za pośrednictwem specjalnego „języka”, który pomimo braku zwerbalizowanej formy jest zazwyczaj rozumiany przez nabywcę. Zainteresowanie opakowaniem jest głównym czynnikiem przeciągającym uwagę klienta.

Opakowania wytwarzane w obecnej formie wymagają szczególnej troski, tak aby skutki ich stosowania stanowiły minimalne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Ilość opakowań wykorzystywanych w kraju w porównaniu z potęgami gospodarczymi, takimi jak Stany Zjednoczone (ok. 400kg/osobę), Japonia (450kg/os.), Unia Europejska (140kg/os.) jest jednak stosunkowo niewielka: wynosi ok.. 60-70 kg/os. Rozwój ten powodować będzie, że opakowania staną się jeszcze bardziej funkcjonalne, mniej szkodliwe dla środowiska naturalnego, a ich wygląd zewnętrzny jeszcze lepiej zaspokajać będzie estetyczne wymagania człowieka.

Rodzaje opakowań żywności

Opakowania szklane:

- Szkło jest wykorzystywane przede wszystkim do przechowywania części napojów, przetworów warzywnych i owocowych, jak również do opakowania produktów spożywczych o wysokiej wartości, cenionych ze względu na smak, aromat czy kolor.

- jest jednym z najbardziej przyjaznych środowisku materiałów opakowaniowych

- całkowicie obojętny chemicznie, nie wchodzi w reakcje z zawartością, ani otoczeniem (ważne przy utrwaleniu i przechowywaniu)

- całkowita barierowość dla pary wodnej, gazów, aromatów,

- sztywność konstrukcji (zachowują pierwotny kształt, nie ulegają deformacji)

- odporność termiczna (do 530°C)

- odporność na ciśnienie wewnętrzne (ważne przy napojach gazowanych)

- odporność powierzchni (ważne w przypadku opakowań zwrotnych, dodatkowe wzmocnienie powierzchni poprzez nakładanie mikropowłok)

- mała odporność na narażenia mechaniczne

- duża masa właściwa szkła

- opakowania szklane wytwarza się ze zwykłego szkła sodowo- wapniowo- krzemowego, bezbarwnego lub barwnego, którego składnikami są SiO2 71-73%, Na2O 12,5-14,5%, CaO 9-13%, Al2O3 1,2-2,5%.

- ze względu na przepuszczalność światła związaną z barwą wyróżnić można kilka gatunków szkła opakowaniowego.

- szkło bezbarwne stosuje się do większości słoi i dużej części butelek (wymagane są lepsze i droższe gatunki surowców o małym zanieczyszczeniu związkami żelaza, chromu i tytanu).

- szkło zielone lub brunatne stosowane przede wszystkim do opakowań produktów spożywczych wrażliwych na światło słoneczne, szczególnie w zakresie ultrafioletu np. do piwa, zagęszczanych soków, niektórych win. *Korzystne jest zastosowanie tych opakowań do narażonych po zapakowaniu na niekontrolowany wzrost ciśnienia wewnętrznego pod wpływam nagrzania, co mogłoby zagrozić wytrzymałości opakowania zwłaszcza przy równoczesnym oddziaływaniu innych czynników.

- chromofory szkła zielonego- jony żelaza, chromu i miedzi

-chromofory szkła brunatnego - siarczek żelaza i jony żelaza

- Najlepiej pochłaniają promieniowanie ultrafioletowe szkła zielone jaskrawo barwione Cr i Fe, a zwłaszcza dodatkowo Cu.

- niekorzystny stosunek masy do objętości w porównaniu z opakowaniami z innych materiałów

- stosunkowo mała odporność na narażenia mechaniczne (uderzenia)

- mała podatność na odkształcenia sprężyste

- odkształcenia plastyczne są bardzo bliskie granicy wytrzymałości

- następuje ciągły postęp w redukcji masy opakowań szklanych.

- mała podatność na odkształcenia sprężyste wymaga ostrożniejszych manipulacji w porównaniu z innymi opakowaniami.

- butelki szklane stosuje się najczęściej do nektarów (ponad 53%), następnie do napojów owocowych i warzywnych (ponad 12%) i soków pitnych (8%).

- obecnie obserwuje się „renesans” produkcji opakowań szklanych i wykorzystania do produktów spożywczych (są przyjazne środowisku, a więc zasługują na bardzo wysoką ocenę ekologiczną).

Rozwój wiedzy o ochronie środowiska naturalnego, stopniowe wyczerpywanie się światowych zasobów ropy naftowej- surowca do produkcji klasycznych tworzyw sztucznych, a także problemy techniczne i ekonomiczne związane z recyklingiem odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych, skłoniły naukowców do poszukiwania nowych biodegradowalnych materiałów opakowaniowych. Badania te koncentrowały się na opracowaniu technologii wytwarzania polimerów biodegradowalnych nadających się do kompostowania, które mogłoby zastąpić tworzywa sztuczne, ale jednocześnie charakteryzowałyby się podobnymi właściwościami.

Zainteresowanie się polimerami otrzymywanymi z naturalnych surowców odnawialnych, które można stosować na typowych urządzeniach do przetwórstwa tworzyw sztucznych. produkcja opakowań z owych polimerów biodegradowalnych na niewielką skalę rozpoczęła się w 1995 roku, obecnie zaś dynamicznie wzrasta.

Ze względu na właściwości, rosnące zdolności produkcyjne oraz cenę na szczególną uwagę zasługuje polilaktyd- poliester uzyskiwany z kwasu mlekowego (PLA). Firma Cargil DOW LLC wybudowała fabryki PLA w USA o rocznej zdolności produkcyjnej ok. 140 tys. ton. Koncern ten obecnie wprowadził już na rynek grupę polimerów o nazwie handlowej NatureWorks otrzymywanych przez polikondensację kwasu mlekowego uzyskanego ze skrobi kukurydzianej w wyniku fermentacji bakteryjnej. Firma Toyota buduje również nową fabrykę polilaktydu. W 2008r. produkcja PLA wyniosła 400 tys. ton.

Właściwości polilaktydu:

- surowcem do produkcji jest skrobia ziemniaczana lub kukurydziana (glukoza, maltoza, dekstroza), sacharoza z buraków cukrowych lub trzciny cukrowej albo laktoza (proces biotechnologiczny analogiczny do fermentacyjnego otrzymywania alkoholu etylowego).

- PLA jest poliestrem alifatycznym o duże przezroczystości i połysku, dużej sztywności, łatwym do formowania.

- wady: duża gęstość, duża polarność, mała odporność cieplan, duża przepuszczalność pary wodnej.

- wykazuje dużą barierowość dla tlenu.

- PLA staje się alternatywnym materiałem opakowaniowym w odniesieniu do PET, polichlorku winylu (PVC) i polimerów celulozowych.

- właściwości mechaniczne i termiczne PLA zapewniają podobną lub nawet lepszą charakterystykę użytkową w porównaniu z tradycyjnymi tworzywami termoplastycznymi.

- PLA odznacza się wysokim modułem sprężystości przy rozciąganiu, zdolnością do za zachowania nadanego kształtu (folie), odpornością na działanie tłuszczów oraz na promieniowanie UV, stanowi barierę dla aromatów.

- polilaktyd znalazł zastosowanie jako materiał do wytwarzania kubków, pojemników i tacek, a także toreb foliowych i owinięć, a nawet etykiet.

Wykład 21.12.09

Pakowanie żywności Nowe tendencje

Cele pakowania:

- zabezpieczenie żywności przed działaniem czynników biologicznych, chemicznych, mechanicznych

- ułatwienie jej transportu i dystrybucji

Wygodna żywność

- porcje w termo formowanych tackach kilkugniazdowych (produkt zamrożony) do odgrzewania w kuchenkach mikrofalowych

- produkty pakowane aseptycznie - mleko, przetwory mleczarskie oraz soki owocowe, zupy, gotowe dania, makarony, odżywki dla niemowląt, pokarm dla zwierząt domowych

- produkty pakowane w torby z zamknięciem błyskawicznym - tarty, ser, wyroby mięsne i przekąski

- produkty w opakowaniach jednoporcjowych - zupy, flaczki, jogurty, lody, inne dania

- pakowane w atmosferze modyfikowanej - mięso, ryby (łosoś), sałatki owocowe, zestawy sałatkowe, owoce, warzywa

Materiały do nowoczesnych technik i sposobów utrwalania żywności

tzw. „folie sprytne” do MAP regulujące przepływ tlenu i dwutlenku węgla

folia powlekana tlenkami krzemu inaczej nazywana folią powlekaną szkłem

Pojęcia opakowania aktywne, zwane także funkcjonalnymi, jest obecne w literaturze dotyczącej technologii żywności od połowy lat dziewięćdziesiątych

Opakowania aktywne:

Aktywne oddziaływanie na produkt lub atmosferę wewnętrzną opakowania - wpływ na poprawę jakości lub przedłużenia czasu bezpiecznego przechowywania

Również takie, które rejestrują i przechowują istotne informację dotyczące warunków przygotowania, przechowywania czy zmian jakości produktu (opakowania inteligentne)

Najprostszy sposób wprowadzenia elementu czynnego - saszetki lub wkładki z substancją aktywną. Skuteczny sposób - substancja czynna na całej powierzchni wewnętrznej opakowania.

Podział opakowań aktywnych wg. funkcji jakie pełnią:

- o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych

- absorbujące tlen

- wydzielające lub absorbujące CO₂

- absorbujące wodę

- absorbujące etylen

- wydzielające lub absorbujące zapachy

Opakowania przeciwdrobnoustrojowe

- najwcześniej stosowane kwasy organiczne i ich sole (kw benzoesowy, laurowy, propionowy, cytrynowy, sorbowy, sole kw sorbowego)

- obecnie stosowane jako dodatkowy antyseptyk obok srebra i jego soli (silne działanie przeciwbakteryjne, mała toksyczność dla człowieka)

- trichosan ( z przemysłu farmaceutycznego i stomatologicznego)

- lizozym

- fungicydy

- naturalne ekstrakty roślinne (z pestek i miąższu grejfruta, olejki z ziół - tymianek, bazylia, olejki eteryczne - gorczycowy)

- chitozan

- bakteriocyny : nizyna (Streptococcus), pediocyna

Bakteriocyny

- spośród naturalnych substancji przeciwdrobnoustrojowych na szczególną uwagę producentów opakowań aktywnych zasługują bakteriocyny

- bakteriocyny są pozakomórkowymi białkowymi metabolitami wielu bakterii

Bakteriocyny jako składniki opakowań o działaniu przeciwdrobnoustrojowym:

- mogą być wprowadzane do powłok jadalnych

- są pozbawione smaku i zapachu oraz w żaden sposób nie wpływają na własności fizyczne materiałów opakowaniowych

- najczęściej są nanoszone na powierzchnię opakowań

- są dobrze rozpuszczalne w wodzie

- są stabilne w wielu rozpuszczalnikach organicznych oraz roztworach licznych polimerów detergentów

- większość bakteriocyn odznacza się ponadto wysoką termoodpornością i wytrzymuje co najmniej 15 min ogrzewania w temp. 100^oC

- odporność bakteriocyn na działanie podwyższonej temp. jest tym większa im większa jest kwasowość środowiska oraz im niższy jest stan oczyszczenia ich preparatów

- większość bakteriocyn jest stabilna w środowisku o pH od 2,0 do 8,0

- bakteriocyny zdolne są do silnego bakteriobójczego lub bakteriostatycznego działania na drobnoustroje chorobotwórcze przenoszone z żywności są głównym przedmiotem praktycznego wykorzystania

- mechanizm działania - związki te najczęściej powodują porację membrany cytoplazmatycznej bakterii, lizę komórek, hamowanie lub zakłócenie syntezy DNA, RNA, białek

- niektóre bakteriocyny wykazują także aktywność grzybobójczą

- są całkowicie bezpieczne dla organizmu człowieka, gdyż jako zw. białkowe są trawione w przewodzie pokarmowym

- nie zakłócają więc naturalnej równowagi mikroflory jelitowej

- są nie cytotoksyczne i niekancerogenne

- jak dotąd jedynie z bakteriocyny: nizyna i pediozyna AcH uzyskały status GRAS i zostały zaakceptowane jako dodatek do żywności

- preparaty tych bakteriocyn o nazwach handlowych Nispalin (nizyna) są aktywne względem Clostridium, Staphylococcus, Listeria, Micrococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Lactococcus

-ALTA (periocyna) - preparat aktywny wobec Listeria, są obecne na rynku polskim

- prawdopodobnie w niedługiej przyszłości nastąpi komercjalizacja preparatów innych

- wykorzystanie bakteriocyn w formie związanej z powierzchnią materiałów opakowaniowych lub wbudowanej do nich wyraźnie ogranicza wpływ wileu czynników fizykochemicznych na ich właściwości przeciwdrobnoustrojowe

- przynosi korzyści naturalny ekonomicznei i zdrowotnej, gdyż pozwala na zredukowanie ilości stosowanych chemicznych konserwantów żywnościowych, nie obojętnych dla organizmu ludzkiego

Bakteriocyny - wprowadzenie do opakowań

- nanoszenia na powierzchnię czyli powlekania bezpośrednie roztworami bakteriocyn lub nanoszenie na nie wraz z odpowiednio dobranymi nośnikami, najczęściej polimerami, (stopniowo uwalniane do produktu)

- wbudowanie (inkorporacja) bakteriocyn do materiałów opakowaniowych (folii polietylenowej)

Produkty, których trwałość można przedłużyć stosując opakowania z substancjami przeciwdrobnoustrojowymi:

- produkty mięsne i drobiowe (wędliny, surowe mięso) - PE, PP, celofan, nylon, folie celulozowe, folie na bazie kazeiny, serwatki, białek pszenicy i kukurydzy, chitozanu, alginianu i/lub żelatyny - kw organiczne i ich pochodne, bakteriocyny, chitozan, składniki olejków eterycznych, ekstrakty z grejfruta

- produkty mleczne (mleko, śmietana, sery dojrzewające, i twarogowe) - LD/PE, PE/PA, Pergamon, karton impregnowany kopolimerem octanu winylu z etylenem, papier woskowany - kw organiczne i ich pochodne, bakteriocyny, składniki olejków eterycznych

- produkty rybne (surowe ryby i owoce morza) - PE, PS, octan celulozy, folie na bazie kazeiny, serwatki, białek pszenicy i kukurydzy, chitozanu, alginianu i/lub żelatyny - kw organiczne, enzymy, (lizozym, oksydaza glukozowa), bakteriocyny, składniki olejków eterycznych

- produkty piekarskie (pieczywo, ciasta) - LDPE, folie na bazie chitozanu - kw. Organiczne i ich pochodne, chitozan

- świeże owoce i warzywa - folie na bazie chitozanu i/lub skrobi - chitozan, bakteriocyny

- napoje (soki owocowe, herbata) - karton impregnowany kopolimerem octanu winylu z etylenem - chitozany, bakteriocyny

- produkty minimalnie przetworzone (kluski, makarony, kanapki, pizza) -LDPE, folia na bazie chitozanu - kw. organiczne i ich pochodne, chitozany, bakteriocyny

Opakowania wydzielające etanol- działanie przeciwdrobnoustrojom

przedłużające trwałość chleba, ciast i ciasteczek hamując wzrost grzybów pleśniowych (saszetki lub całe powłoki)

Wada - zapach etanolu, często maskowany zapachem waniliowym

Opakowania absorbujące tlen

Wysokie stężenie tlenu w otoczeniu może indukować:

- Wzrost mikroflory

- Niekorzystne zmiany chemiczne jak wydzielanie aromatów, wytwarzanie niepożądanych zapachów, zmiany barwy, utratę niektórych wartości odżywczych

- Alternatywa dla kartonowych opakowań próżniowych w których powietrze zastępowane jest neutralnym gazem

- Czynnik aktywny- sproszkowane żelazo (w saszetkach lub powłokach) układ jest też aktywny w niskiej temp., może być stosowany do żywności przygotowanej w mikrofalówce

- wada żelazisty posmak

- Unieruchomione enzymy na wewnętrznej powierzchni opakowania, wykorzystujące tlen podczas utleniania odpowiedniego substratu (unieruchomiona oksydaza glukozowa) - problemy ze stabilnością, obecnością innego enzymu, stsowanie ograniczone do określonych warunków wilgotności, temp. i pH

Środek o firmowej nazwie „Agelles” produkowany przez japońską firmę Mitsubishi występuje w saszetkach o zdolności absorpcyjnej 20-2000 cm³ (stężenie tlenu poniżej 0,1% przez okres kilku miesięcy). Stosowane głównie do zapobiegania procesom utleniania tłuszczów.

W opakowaniach z orzeszkami ziemnymi zastosowanie tych saszetek zapobiegało wzrostowi l. nadtlenkowej, podczas gdy w orzeszkach tych w opakowaniach próżniowych lub po usunięciu tlenu przez przepłukiwanie azotem następował wyraźny wzrost liczby nadtlenkowej.

Opakowania wydzielające lub absorbujące CO₂

Wysokie stężenie CO₂ hamuje wzrost mikroorganizmów na powierzchni mięsa oraz wiążące się ze stratami. CO₂ zazwyczaj łatwiej też dyfunduje przez plastikowe powłoki opakowani, co powoduje spadek stężenia tego gazu w atmosferze otaczającej produkt.

Dlatego korzystne jest umieszczanie wewnątrz opakowań elementów emitujących CO₂ lub emitujących CO₂ oraz pochłaniających O₂ (węglan żelazowy lub mieszanina kw. askorbinowego z kwaśnym węglanem sodowym umieszczane w saszetkach w opakowaniu)

Problem- wydzielający się CO₂ podczas przechowywania świeżo palonej kawy. Uwolniony CO₂ może spowodować gwałtowany wzrost ciśnienia wewnątrz opakowania i rozerwanie hermetycznego zamknięcia opakowania. Aby tego uniknąć stosuje się saszetki wiążące gaz. Saszetki takie mogą zawierać tlenek wapnia oraz absorbujący wodę żel silikonowy. Wodorotlenek powstały z reakcji tlenku wapniowego z wodą łatwo reaguje z CO₂ tworząc węglan.

Opakowania pochłaniające wodę

Nadmiar wody gromadzącej się wewnątrz opakowania tworzonego przez powłoki nieprzepuszczalne lub słabo przepuszczalne dla wody może być wynikiem oddychania świeżych produktów, ich dużej wilgotności, fluktuacji temp., a także wycieku płynu tkankowego w przypadku mięsa i drobiu.

Kontrola ilości wody jest potrzebna w celu ograniczenia wzrostu mikroorganizmów (bakterii i grzybów) i zapobiegania powstawaniu mgieł. Umieszcza się saszetki z żelem silikonowym, tlenkiem lub chlorkiem wapnia, sitami molekularnymi, minerałami ilastymi tj. montmorylonit - przy niewielkich ilościach wody jak w przypadku kawy instant, mleka w proszku, chipsów, krakersów.

Wkładki chłonące wodę są często stosowane do opakowań z mięsem i drobiem. Substancjami wiążącymi mogą być wtedy modyfikowane skrobie. Gdy trzeba usunąć większe ilości wody stosowane są całe powłoki wykonane z laminatów formowanych z odpowiednich kopolimerów i żywic poliuretanowych oraz poliakrylowych

Opakowania absorbujące etylen

Etylen- gaz wytwarzany przez rośliny w czasie dojrzewania i starzenia. Intensyfikuje procesy oddechowe, przyspiesza więc dojrzewanie owoców oraz degradację chlorofilu. Wykorzystuje się racje utleniania etylenu do glikolu etylowego przez nadmanganian potasu (saszetki z substancją aktywną osadzoną na żelu silikonowym). Opakowania takie stosuje się w USA i Australii do przechowywania owoców kiwi, awokado, ananasów.

Opakowania absorbujące lub wydzielające zapach

Straty aromatu -wyniku procesu technologicznego (wysoka temp.), sorbowanie przez materiał z którego wykonane jest opakowanie podczas przechowywania.

- opakowania uwalniające substancje zapachowe

- absorpcja limoninu przez octanowo- maślanową pochodną celulozy (limonin powstaje przy pasteryzacji niektórych gat. pomarańczy powodując gorzki smak)

- sorbowanie amin wydzielanych przy rozkładzie tk. mięśniowej lub aldehydów powstających przy utlenianiu tłuszczu (maskowanie rozpoczynających się procesów gnilnych i są sprzeczne z interesem konsumenta)

Opakowania o właściwościach przeciwutleniających

- Wiążące tlen oraz z powłokami z unieruchomionym czynnikiem przeciwutleniającym (do przechowywania tłuszczów, produktów zbożowych)

- Opakowania wzbogacające sok w wit.E

Inne rodzaje opakowań aktywnych:

- Uzupełniające straty barwnika (surimi)

- Zawierające fumiganty o niewielkiej toksyczności (odstraszanie owadów)

- Opakowania przeciwdziałające sklejaniu plasterków sera czy tworzeniu zamylenia psującego atrakcyjny wygląd produktu

Opakowania inteligentne

- Opakowania ze wskaźnikami temp.(zmieniają barwę lub odkształcają się, gdy produkt jest przechowywany w nieodpowiedniej temp.)

np. etykiety do piwa ciemniejące, gdy produkt jest ciepły, opakowania, które podgrzane kuchence mikrofalowej zmianą barwy informują kiedy produkt jest gotow do spożycia (atrament termochromatyczny).

W Europie ostre przepisy prawne dot. materiałów dopuszczalnych do kontaktu z żywnością opóźniły rozwój omawianych technologii. Wśród opakowań stosowanych w praktyce nadal dominują systemy oparte na umieszczaniu wewnątrz opakowań saszetek z substancją czynną.

Nie uprawiać pszenicy bezpośr. po kukurydzy- rozważyć alternatyną roślinę przerywającą

Najw. ryzyko wyst. w przyp. pszenicy rosnącej bezpośr. po kukurydzy, ziarnowa, to więk. ryzyko niż korzonkowa

PRZEDPLON

Wykonać orkę w celu zniszczenia resztek

Większe ryzyko przy uprawie bezpłużnej

UPRAWA

Uprawiać odmiany tylko odporne na fuzariozy

Występują znaczne różnice w podatności w zależności od odmiany

WYBÓR ODMIANY

Minimalizować stres poprzez nawożenie, unikać nawadniania w czasie kwitnienia

Warunki pogodowe mają duże znaczenie przy rozw. fuzarioz (szczególnie podczas kwitnienia)

WARUNKI WZROSTU

Suszyć ziarno szybko do uzyskania wilg. max. 15% w celu zred. możliwości pows. mykotoksyn

Wilgotne ziarno stanowi wysokie ryzyko rozwoju mikotoksyn fuzaryjnych

ZBIÓR

Plamy powst. w wyniku utrzym. się wilgoci magą zwięk. ryzyko tworzenia mikotoksyn. Utrzym. wilg. ziarna na poziomie 14,5%

PRZECHOWYWANIE

---