|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
Żywność ulega zmianą
- fizyko-chemicznym - mikrobiologiczne - enzymy
Skład żywności sprzyja ich psuciu np. węglowodany, białka i tłuszcze. Woda jest niezbędna do rozwoju mikroorganizmów.
Utrwalanie żywności usuniecie wody, marynowanie, kwaszenie, obróbka termiczna ( np. pasteryzacja, sterylizacja, chłodzenie, zamrażanie) dodatek środków konserwujących (np. radiacyjne utrwalanie żywności). Utrwalanie żywności ze względu na odpowiedni skład chemiczny żywności jest doskonałym środowiskiem do wzrostu i rozmnażania drobnoustrojów, po to aby można było ją przechowywać należy ją utrwalić.
Cele utrwalania: celem jest zachowanie przez jak najdłuższy okres czasu jak najlepszej jakości produktów spożywczych oraz zapobieganie wszelkim szkodliwym wpływom. 1 wstrzymanie tkankowych procesów biochemicznych ( oddychania takankowego tlenowego i beztlenowego, rozpadu wew spowodowanego działaniem enzymów czyli ciemnienia nieenzymatycznego) 2 nie dopuszczenie do rozwoju i działania drobnoustrojów ( przez ich usuniecie lub zabezpieczenie przed ich reinfekcją) 3 wstrzymanie zmian chemicznych – nieenzymatycznych (np. autooksydacja tłuszczów, utleniania witamin, rozkład barwników, powstrzymanie ciemnienia nieenzymatycznego). Usuniecie powietrza, odwodnienie, usuniecie cukrów (zabezpiecza przed reakcjami nieenzymatycznego brunatnienia) lub metali ciężkich (są katalizatorami reakcji enzymatycznych) 4 Wstrzymanie zmian fizycznych ( np. struktury , konsystencji ) dodatek stabilizatorów , emulsji , pian , żeli , zawiesin. 5 Zabezpieczenie przed inwazją i rozwojem szkodników np. myszy. 6 Zabezpieczenie przed skażeniami ( np. przed zakurzeniem przed skażeniem chemicznym lub radioaktywnym ). 7 Zabezpieczenie przed zakażeniami drobnoustrojami chorobotwórczymi ( aby nie mogły wytworzyć się toksyny ). Do 5, 6, 7 odpowiednie opakowanie.
Stopnie aktywności życiowej : Ponieważ żywność którą spożywamy to tkanki roślinne lub zwierzęce dlatego przy utrwaleniu żywności zależy nam głównie na hamowaniu procesów życiowych. Hamowanie to może być częściowe lub całkowite. Rozróżnia się następujące stany aktywności życiowej: 1 Bioza – to stan aktywności życiowej który można podzielić na dwa stopnie a) eubioza – pełny stan aktywności życiowej np. przechowywanie drobiu w klatkach, lub przechowywanie ryb w sklepie w akwarium b) hemibioza – osłabienie funkcji życiowych np. przechowywanie owoców i warzyw wyjętych ze środowiska naturalnego. 2 Anabioza – jest to hamowanie funkcji życiowych bez zabijania komórek czyli jest to utajony stan życiowy, można go osiągnąć przez łagodne wysuszenie, mrożenie, ogrzewanie, potraktowanie odpowiednim gazem; jest to stan w pełni odwracalny i organizm wraca do pełnej aktywności życiowej po usunięciu powyższych czynników, po nawilżeniu, ociepleniu, usunięciu gazu np. jabłka przechowywane w atmosferze kontrolowanej. Stan ten można osiągnąć metodami fizycznymi lub chemicznymi a więc rozróżnia się a)fizjoanabioza ( metody fizyczne ) - psychroanabioza – stan osiągnięty przy przechowywaniu w temp. 0C - krioanabioza – zamrożenie żywności od – 20C do –30C - kseroanabioza – suszenie żywności do 15 % wody - osmoanabioza – podnoszenie ciśnienia osmotycznego b) chemioanabioza (metody chemiczne) - acidoanabioza – dodatek kwasu czyli marynowanie - anoksyanabioza – tworzenie warunków beztlenowych - nurkoanabioza – przechowywanie w atmosferze gazu 3 Cenoanabioza – jest to utajniony stan życiowy wywołany działaniem metabolitów, jest to stan nieodwracalny np. drobnoustroje wytwarzają alkohol i jego duże stężenie hamuje rozwój drobnoustrojów, kwas mlekowy zakwasza środowisko za duża ilość hamuje rozwój producenta, antybiotyki. Rozróżnia się: - acidocenoanabiozę – utrwalające działanie kwasu mlekowego np. ogórki kiszone - alkoholocenoanabiozę – utrwalające działanie alkoholu w piwie, winie - chemiocenoanabiozę – np. wytwarzanie antybiotyków ( kwas octowy hamuje metabolizm ) 4 Abioza – jest to całkowite zatrzymanie procesów życiowych pełną inaktywacją enzymów i zabiciem wszystkich form drobnoustrojów. Do anabiozy zalicza się : a) fizjoabiozę która dzieli się na : - termoabiozę – sterylizacja termiczna - fotoabiozę – naświetlanie promieniami UV, jonizującymi b) chemioabiozę – konserwowanie środkami chemicznymi c) mechanoabioza - aseptoabioza – produkcja w warunkach aseptycznych np. leki, odżywki dla dzieci - sestoabioza – mechaniczne usuwanie drobnoustrojów np. zastosowanie filtrów bakteriologicznych, wirowanie ( zastosowanie siły odśrodkowej ) dodatek środków adsorbujących lub bielenie drobnoustrojów np. dodatek ziemi okrzemkowej Metody konserwowania 1 Metody fizyczne - stosowanie wysokich temp. (pasteryzacja , sterylizacja ) - odwodnienie (suszeni, zagęszczanie) metody osmoaktywne - chłodzenie i zamrażanie - niekonwencjonalne metody np. radiacyjne, mechaniczne 2 Metody chemiczne - kiszenie - wędzenie - peklowanie - solenie Woda występująca w żywności i jej aktywność Surowce pochodzenia roślinnego i zwierzęcego zawierają z reguły dużą ilość wody, woda ta powoduje zmiany fizyczne, chemiczne i biologiczne żywności a więc wpływa na jej trwałość, decyduje ona o szybkości reakcji chemicznych a w niektórych typach reakcji jest ona nie zbędna np. hydroliza, niezbędna jest do działania enzymów i do rozwoju drobnoustrojów. Wodę występującą w żywności dzielimy na wodę wolną której ciśnienie pary jest równe ciśnieniu pary dla czystej wody, stanowi ona większość wody w żywności. Przy obniżeniu zawartości wody poniżej 50% następuje obniżenie dostępności tej wody , woda ta nazywana jest wodą wiązaną, dla powiązania wody z innymi składnikami żywności istnieje pojęcie aktywności wody. Aktywność wody jest to stosunek prężności pary wodnej nad żywnością ( p) do prężności pary wodnej nad czystą wodą (po) w tej samej temperaturze i jest to tak zwana równowaga wilgotności względna (RWW) aw=p/po=RWW/100 RWW – jest to taka wilgotność względna powietrza przy której produkt ani nie zyskuje ani nie oddaje wilgotności
Prawo Raoulta Po-p/po=ns/ns+nr Ns- stężenie molowe substancji Nr- stężenie molowe substancji rozpuszczonej
Inny wzór na aktywność wody P/po=nr/ns+nr=aw 0 < aw < 1 Aktywność wody waha się w granicach od 0 do 1
Aktywność wody dla żywności wynosi : - żywność tkankowa (warzywa mięsa ryba- nieprzetworzona żywność) aw>0,98 - koncentraty spożywcze aw<0,6 - pozostała żywność aw=0,6-0,9 - wpływ temperatury na aw niewielki - praktycznie : aktywność wody wyższa niż wynikające z ułamka molowego substancje rozpuszczonej (dla roztworów idealnych) Wpływ aktywności wody na rozwój drobnoustrojów żywności Woda jest niezbędna do rozwoju drobnoustroju czyli do transportu składników do wnętrza komórki, do wchłaniania tych składników, do prowadzenia przemian metabolicznych, do wydalania produktów metabolizmu, do regulacji ciśnienia osmotycznego wewnątrz i na zewnątrz komórki. Najniższe aktywności wody dla rozwoju drobnoustrojów: - bakterie aw>0,91 - drożdże aw>0,88 - pleśnie aw>0,8 Pleśnie posiadają najniższe wymagania pod względem wody. Wyjątki stanowią wśród: - pleśni: pleśń kserofilna aw=0,605 (Xeromyces bisporus) - drożdży: drożdże osmofilne aw=0,61 (Hansenula i zygosacharomyces) - bakterii: bakterie halofilne aw=0,8 do 0,85 w roztworach nieelektrolitów aw=0,75 roztwór NaCl Bakterie chorobotwórcze rozwój aw>0,85 Pałeczki jadu kiełbasianego (Clostridium botulinum) aw>0,95 Wpływ aw na reakcje chemiczne w żywności Reakcje chemiczne zachodzą w żywności w całym zakresie aw ale z różną szybkością dla niektórych typów reakcji, przy niektórych wartościach aktywności wody, woda może zmienić kierunek reakcji np. autooksydacji tłuszczu. Początek reakcji enzymatycznych i chemicznych zaczyna się przy pewnej wartości aw ze wzrostem szybkości reakcji ze wzrostem aw ® ekstremalne wartości aw- może spadać szybkość reakcji ( efekt rozcięczania). Termiczne utrwalanie żywności polega na : - odprowadzeniu pewnej ilości energii cieplnej i przechowywaniu w niskiej temperaturze - na potraktowaniu jednorazowo odpowiednią dawką ciepła co pozwala na zwiększenie stabilności przy przechowywaniu Podstawowym celem utrwalania przez ogrzewanie jest osiągnięcie mikrobiologicznej stabilności. W czasie utrwalania zachodzą: 1 inaktywacja drobnoustrojów a przez to wzrost stabilności mikrobiologicznej 2 inaktywacja enzymu zarówno w żywności jak i w zawartych drobnoustrojach a przez to wzrost stabilności enzymatycznej 3 inaktywacja toksyn drobnoustrojowych 4 ugotowanie żywności a przez to wzrost przyswajalności 5 obniżenie wartości odżywczej przez niszczenie witamin i innych składników odżywczych Nasz organizm trawi tylko białko zdenaturowane. Obróbkę termiczną żywności należy tak prowadzić aby w jak największym stopniu zniszczyć drobnoustroje i enzymy, jak największym stopniu zachować składniki odżywcze. Do prowadzenia obróbki cieplnej konieczna jest znajomość oporności cieplnej drobnoustrojów i składników odżywczych. Wpływ różnych czynników na oporność termiczną drobnoustrojów Szybkość inaktywacji cieplnej drobnoustrojów zależy od : 1 rodzaju drobnoustroju, formy jego występowania . termin inaktywacja drobnoustroju następuje po przekroczeniu temp. max dla ich wzrostu czyli osiągnięcia min temp. letalnej taką temp. oznaczamy (T1) postacie wegetatywne drobnoustrojów są mniej ciepło oporne zaś formy przetrwalnikowe są odporniejsze termicznie, istotny jest również wiek przetrwalników im są one starsze tym większa jest ich odporność termiczna. Temperatury letalne dla form wegetatywnych to 50-60C, formy przetrwalnikowe 90-100C. Wyjątek drożdże osmofilne wytrzymują w 100C przez ponad 20 min. 2 pH środowiska- pośród wszystkich czynników środowiska stężenie jonów H+ wywiera największy wpływ na ciepło odporność drobnoustrojów. Ze wzrostem stężenia jonów H+ następuje gwałtowny spadek ciepło odporności drobnoustrojów ( im kwaśniejsze środowisko tym łatwiej zniszczyć drobnoustrój). Produkty spożywcze posiadają pH=3-7 w zależności od pH żywność dzielimy na: - żywność niekwaśna- mało kwaśna o pH=7-4,6 np. mleko, mięso, drób, ryby, groszek, fasola, szpinak, burak. - Żywność kwaśna o pH=3,7-4,6 np. gruszki, morele, pomidory, czerwona kapusta. - Żywność bardzo kwaśna o pH<3,7 np. kapusta kiszona, ogórki kiszone. Gdy pH >4,6- temp utrwalania >100C pH 3,7-4,6 temp utrwalania do 100C pH< 3,7 utrwalanie łagodne ogrzewanie. Żywność o pH >4,6 winna być poddawana obróbce cieplnej rozwój Clostridium botulinum w niższym pH nie rozwija się. 3 od zawartości wody- drobnoustroje wykazują największa oporność termiczną przy niskich wartościach aktywności wody, znacznie gorzej znoszą one działanie wysokich temperatur w atmosferze wilgotnej. Dlatego też proces sterylizacji prowadzi się w parze wilgotnej. Miarą oporności cieplnej drobnoustroju jest czas redukcji dziesiętnej oznaczony literą D jest to czas potrzebny do dziesięciokrotnego zmniejszenia liczby drobnoustrojów. Im mniejsze D- tym łatwiej zniszczyć drobnoustrój. Drobnoustroje wykazują pewną max wartość D przy pewnej krytycznej wartości aktywność wody: dla przetrwalników aw=0,2-0,4 Wegetatywne kom aw=0,65-0,9 4 Zawartość soli- kationy metali jednowartościowych obniżają ciepłooporność drobnoustroju, kationy metali dwuwartościowych podwyższają ciepłooporność drobnoustroju. Dodatek soli obniża ciepłooporność. Istotne jest również stężenie soli NaCl w stężeniu 0,5-3%podwyższa ciepłooporność zaś wyższe stężenie NaCl obniża ciepłooporność. 5 substancje ochronne- podstawowe składniki żywności czyli tłuszcze, białka, węglowodany, chronią drobnoustroje przed działaniem wysokich temp. Największe znaczenie posiadają tłuszcze, tworzą one otoczki wokół drobnoustroju które posiadają mniejszą przewodność cieplną dlatego też bakterie ogrzewane np. w mleku giną wolniej niż ogrzewane w wodzie w tych samych warunkach. Białka i węglowodany również chronią drobnoustroje przed działaniem wysokich temp ale w mniejszym stopniu niż tłuszcze, w przypadku białek ważna jest forma tego białka i tak: białka natywne lepiej chronią drobnoustroje osmofilne przed działaniem wysokich temp niż drobnoustroje nieosmofilne. Również produkty metabolizmu mogą zwiększać lub obniżać ciepłooporność drobnoustroju np. antybiotyki obniżają ciepłooporność drobnoustroju (np. nizyna, subtylizyna, tylozyna) np. kwas siarkowy IV obniża ciepłooporność drobnoustroju.
Kinetyka termicznego niszczenia drobnoustroju: Inaktywacja drobnoustroju, toksyn, składników odżywczych- reakcja I rzędu. N/No= wskaźnik retencji (przeżycie drobnoustroju) No/N= wskaźnik inaktywacji cieplnej drobnoustroju Lg No/N= n wielokrotność wartości D Drugą wartością charakteryzującą wrażliwości drobnoustroju na podnoszenie temp jest wielkość z- ( jest to taki zakres temp w którym czas redukcji dziesiętnej zmienia się dziesięciokrotnie, mówi o ile trzeba podnieść temp żeby czas redukcji dziesiętnej zmienił się dziesięć razy) Q10- współczynnik temperaturowy przyśpieszenia reakcji, określa o ile zwiększa się szybkość reakcji ze wzrostem temp o 10C.
Dawka ciepła potrzebna do uzyskania założonej sterylności- osiągnięcie sterylności absolutnej jest prawie niemożliwe ponieważ liczba drobnoustrojów N dąży wówczas do 0 gdy czas sterylizacji będzie dążył do nieskończoności dlatego też wprowadzono pojęcie sterylności handlowej czyli sterylności technicznej która polega na zniszczeniu wszystkich drobnoustrojów chorobotwórczych i mikroflory saprofitycznej łącznie z przetrwalnikami do dostatecznie niskiego poziomu aby było rzadkie dopuszczalne ryzyko zatrucia konserw spośród mikroorganizmów wybiera się taki który wymaga największej dawki ciepła do uzyskania założonej redukcji dla tego mikroorganizmu oblicza się wielokrotność redukcji dziesiętnej n mikroorganizmem takim najczęściej jest: salmonella lub clostridium botullinum n= lg No/N. W praktyce międzynarodowej przyjmuje się że n=12 Czas sterylizacji oblicza się z równania t=F t= n*D= F F- równoważnik czasowy czyli miara dawki ciepła potrzebna do zniszczenia mikroorganizmu krytycznego.
Metody obróbki cieplnej: 1 Pasteryzacja (Ludwik Pasteur) proces pasteryzacji polega na ogrzaniu produktów do temp 100C a najczęściej 65-85. celem pasteryzacji jest niszczenie form wegetatywnych drobnoustroju, inaktywacja enzymu a przez to przedłużenie trwałości produktu. Pasteryzacji najczęściej poddaje się: mleko, piwo, przetwory jajeczne, żywność kwaśną, soki owocowe. W zależności od stosowanych temp i czasu ogrzewania rozróżnia się pasteryzację: - niska lub długotrwała polegająca na ogrzaniu produktu 63-65C w ciągu 20-30min - krótkotrwała polegająca na ogrzaniu produktu w temp 72C w ciągu 15 s - momentalna polegająca na podgrzaniu produktu do 85-90C i natychmiastowym chłodzeniu od 15 s do kilku a nawet do kilkudziesięciu min. Czas i temp pasteryzacji jest taka aby wewnątrz żywności osiągnięta była temp 68-72C. Proces pasteryzacji prowadzi się w pasteryzatorach o działaniu okresowym lub ciągłym ( budowa- wymienniki; płytowe, rurowe [ pasteryzacja krótkotrwała i momentalna] tunelowe, wannowe) 2 sterylizacja polega na ogrzewaniu produktu powyżej 100C celem jej jest całkowite termiczne zniszczenie drobnoustroju. Uzyskuje się pełną abiozę, niszczone są bakterie i ich przetrwalniki. Metody sterylizacji: - sterylizacja w opakowaniach hermetycznych czyli apertyzacja - sterylizacja przed zapakowaniem i aseptyczne pakowanie opakowania: puszki metalowe, naczynia szklane, zgrzewalne opakowania z tworzyw sztucznych.
APERTYZACJA ( twórca Nicolas Appert) proces ten prowadzi się w odpowiednich opakowaniach którymi są: -puszki- denko i wieczko zamykane są na podwójną zakładkę oraz uszczelkę kauczukową zaś płaszcz puszki lutowany jest szwem od zewnątrz na pojedynczą lub podwójną zakładkę. Materiał z jakiego wykonane są puszki: są one wykonane z blach stalowej o grubości 0,2-0,4mm pokrytą warstwą cyny- jest to tzw blacha biała którą następnie pokrywa się lakierem. Lakiery to sztuczne żywice np. estry celulozy który w celu utrwalenia lakieru wypala się, do lakierów najczęściej dodaje się ZnO ( w celu zapobiegania powstawaniu plam siarczku żelaza). Lakiery powinny być bezwonne, nietoksyczne, odporne na temp, odporne na chemikalia, winny przylegać do opakowania tworząc warstwę elastyczną. Puszki mogą być również tłoczone z blachy aluminiowej lub laminowanej folią polietylenową lub propylenową. -naczynia szklane są to najczęściej butelki lub słoje. Słoje mogą być- hermetyczne nieelastyczne nie gwintowane ( twist-off, feniks, kapslowe), -hermetyczne elastyczne i uszczelniane po sterylizacji wadą takich opakowań jest mała wytrzymałość na urazy mechaniczne i na szok termiczny zaletą zaś jest obojętność chemiczna, widoczność zawartości naczynia i możliwość wielokrotnego wykorzystania naczynia. - opakowania zgrzewalne są to elastyczne woreczki z tworzyw sztucznych zgrzewane czterostronnie lub półszyte opakowania z laminatu np. puszki z laminatu, z folii aluminiowej czy z papieru. Zaletą ich jest mała masa i zamykanie przez zgrzewanie, wadą: duży koszt urządzeń do formowania opakowań ich napełniania i zamykania.
AUTOKLAWY-są to zbiorniki zamykane hermetycznie czyli tzw sterylizatory pozwalające na prowadzenie procesu w podwyższonym ciśnieniu i w temp powyżej 100C. Rozróżnia się autoklawy wsadowe i o pracy ciągłej. Autoklawy wsadowe mogą być do sterylizacji w wodzie lub w parze ze względu na konstrukcje mogą być: -poziome -pionowe -obrotowe -z automatycznym załadunkiem i wyładunkiem -do sterylizacji w homogennej mieszaninie powietrza i pary wodnej -przeciwciśnieniowe typowy autoklawy to kocioł ciśnieniowy wykonany z grubej żelaznej blachy zaopatrzonej w wieko w którym znajduje się manometr, termometr, zawór bezpieczeństwa, zawór do odpowietrzania i do usuwania nadmiaru pary. Puszki które kierowane są do sterylizacji umieszczane są w specjalnych koszach które przy pomocy specjalnych łańcuchów są podnoszone i kierowane do autoklawu (autoklaw pionowy). W przypadku autoklawów poziomych konserwy kierowane są do autoklawu za pomocą specjalnych wózków na szynach.
Sterylizacja stacjonarna jest ograniczona do określonego zakresu temp, określonej wielkości opakowań, a szybkość przenikania ciepła jest niewielka, zaś punkt krytyczny czyli najwolniej ogrzewający się ma znacznie niż temp niż temp medium grzejnego.
Rodzaje ruch konserw ( lepsze efekty uzyskuje się nadając konserwą odpowiedni ruch): - przesuwanie opakowań równoczesne obracanie ich wokół osi pionowej ( autoklaw o działaniu ciągłym) - obracanie opakowań wokół osi poprzecznej czyli denko-wieczko ( w autoklawach o działaniu okresowym) zaletą autoklawu z ruchem obrotowym konserw jest: wyrównanie temp w całym aparacie, skrócenie czasu sterylizacji, możliwość stosowania wyższych temp od tradycyjnych (metoda HTST), lepsze cechy organoleptyczne konserw.
Parametry procesu sterylizacji: podstawowe to temperatura i czas. Ogólny czas przebywania konserw w autoklawie można zapisać umownie: tog- czas ogrzewania do temp sterylizacji Tst ts- czas utrzymywania temp sterylizacji tch czas chłodzenia t=tog+ts/T+tch zapis umowny np. konserwa sterylizowana w temp 121C o masie 1 kg t= 15+60/121+10 proces sterylizacji prowadzi się najczęściej: -kompoty w temp 100C -warzywa miekkie z zalewą w 115C -warzywa twarde z zalewą w 118C -masy przecierane bez zalewy i gotowane potrawy oraz konserwy mięsne i rybne w 121C
W sterylizacji ważne jest oprócz temp i czasu również ciśnienie. Rozkład ciśnień zależy od: - ... |
Menu
|