utrwalanie-wykład-1, studia UTP Technologia Żywności, Utrwalanie żywności [ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->UTRWALANIE ŻYWNOŚCI I PRZECHOWALNICTWO – wykładMETODY UTRWALANIA ŻYWNOŚCIUtrwalanie żywności– działanie zmierzające do przedłużenia trwałości żywności, polegające nazabezpieczeniu jej przed zepsuciem i zagrożeniem zdrowotnym, wynikającym z działania drobnoustrojów,enzymów oraz reakcji chemicznych i zjawisk fizycznych.Utrwalanie żywności – znaczenie praktyczne:lepsze wykorzystanie żywności w gospodarstwach domowych, turystyce, żegludze, wojsku (np. łosoś zziemniakami w sosie koperkowymtermin przydatności do spożycia 25 lat od daty produkcji, przyprzechowywaniu zgodnym z zaleceniami)łagodzenie zjawiska sezonowości produkcji żywności w rolnictwiedłuższy czas przechowywania i możliwość transportu na większe odległości (w porównaniu zżywnością nieprzetworzoną)możliwość prowadzenia handlu zagranicznego żywnościązaopatrywanie dużych ośrodków miejskich oddalonych od rejonów produkcji żywności„najlepiej spożyć przed...”Termin minimalnej trwałości– czas, w którym prawidłowo przechowywany produkt spożywczy zachowujeswoje pełne właściwości fizyczne, chemiczne, mikrobiologiczne i sensoryczne (produkty trwałe, w którychzachodzą zmiany niezagrażające zdrowiu konsumenta – mąka, cukier, słodycze, przetwory, przyprawy, itp.)„należy spożyć do...”Termin przydatności do spożycia– data, po upływie której żywność nie nadaje się do spożycia (produktynietrwałe mikrobiologicznie, łatwo się psujące, np. mięso)Cele utrwalania żywności:wstrzymanie tkankowych procesów biochemicznych (oddychania biologicznego tlenowego ibeztlenowego – fermentacji, reakcji enzymatycznego rozpadu różnych związków organicznych,brunatnienia)hamowanie zmian chemicznych (autooksydacji tłuszczu, utleniania witamin, brązowienianieenzymatycznego)niedopuszczenie do rozwoju i działalności:odrobnoustrojów – saprofitycznych, powodujących gnicie, pleśnienie, fermentacje orazchorobotwórczych (Salmonella, gronkowce) – przez ich zabicie lub usunięcie połączone zzabezpieczeniem przed zakażeniem wtórnymoszkodników, np. szkodników magazynowych (gryzoni, owadów, roztoczy, itp.) –zabezpieczenie przed inwazjązahamowanie zmian fizycznych – struktury oraz konsystencji (zbrylanie, żelowanie, twardnienie,rozwarstwianie)zabezpieczenie przed zanieczyszczeniami fizycznymi, chemicznymi i pochodzenia organicznego, np.kurzem, różnymi substancjami zapachowymi i barwnymi, sierścią, itd.Utrwalanie żywności jak zahamowanie procesów biologicznych – od całkowitego do częściowego.Rodzaje żywności – kryterium podziału:poziom przejawów życiowychrodzaj obróbki zastosowanej do jej utrwalenia1.Biozażywność = organizm żywyDwa stopnie przejawów życiowych:eubioza – pełny stan życiowy, np. ryby w stawie, drób w klatce, jajkahemibioza – stan życia „częściowego”, np. owoce lub warzywa po usunięciu ich z naturalnegośrodowiskaStrona1z532.Anabioza– stan życia utajonego, teoretycznie odwracalny. Osiągany przez ostrożne wysuszenie,schłodzenie, zamrożenie – w znaczeniu biologicznym – powrót do eubiozy po rehydratacji lubrozmrożeniu.Fizjoanabioza:psychroanabioza, krioanabioza, kseroanabioza, osmoanabioza.Chemoanabioza:acidoanabioza, anoksyanabioza.Cenoanabioza– nieodwracalny stan życia utajonego – wywołany działaniem metabolitów. Skutekhamującego działania produktów wytworzonych przez drobnoustroje, np. drożdże wytwarzające etanol,który ogranicza ich wzrost.alkoholocenoanabioza – utrwalające działanie C2H5OH w piwie, moszczu winnymacidocenoanabioza – działanie kwasu mlekowego w kapuście, ogórkach kiszonychchemiocenoanabioza – działanie antybiotykówAbioza– całkowite zatrzymanie procesów życiowych z pełną inaktywacją enzymów i zabiciemwszystkich form drobnoustrojów zarówno wegetatywnych, jak i przetrwalnych.3.4.Żywność, która na skutek procesów technologicznych zmieniła strukturę i skład chemiczny – utraciła naturalnycharakter i ma odmienne cechy fizykochemiczne.fizjoabioza – stan osiągnięty metodami fizycznymiotermoabioza – przez sterylizację termicznąofotoabioza – przez naświetlanie promieniowaniem UV lub jonizującymchemioabioza – konserwowanie środkami chemicznymimechanoabioza – osiągnięta metodami mechanicznymioaseptoabioza – prowadzenie produkcji w warunkach aseptycznychosestoabioza – mechaniczne usuwanie drobnoustrojów, np. przez odwirowanie,stosowanie filtrówMetody utrwalania żywności a stan przejawów życiowych: pełna abioza lub pogranicze abioza-anabioza (lubcenoanabioza).Utrwalenie żywności – uniemożliwia powrót do stanu biozyŻywność – fragmenty organizmów roślinnych lub zwierzęcych; żywność pochodzenia zwierzęcego –konserwacja po zabiciu, wyjątek - jaja kurze konserwowane w stanie żywym.DROBNOUSTROJE – umiejętność przejścia ze stanu anabiozy (żywność mrożona, suszona, pasteryzowana) dostanu biozy. Efekt – psucie żywności.Metody utrwalania żywności:termiczneosmoaktywnechemicznebiologiczneniekonwencjonalne i skojarzone (radiacja, wirowanie, ultradźwięki, filtracja)Termiczne metody utrwalania żywności:zamrażanie – krioanabiozachłodzenie – hemibioza lub psychroanabiozatermizacja, pasteryzacja, parzenie, blanszowanie – termoanabiozasterylizacja, tyndalizacja, wędzenie, gotowanie, pieczenie, smażenie, prażenie – termoabiozaObniżenie temperatury o 10°C powoduje 2 – 3-krotne (średnio 2,5-krotne) zmniejszenie szybkości reakcjichemicznych.Historia – wykorzystywanie śniegu i lodu, lodownie, wiek XIX – rozwój techniki chłodniczej, pierwszechłodziarki.Strona2z53Współczesne chłodnictwo i zamrażalnictwo – konieczność zachowania ciągłości od momentu zamrożeniażywności od chwili jej wykorzystania przez konsumenta.Ogniwa łańcucha chłodniczego – chłodnictwo i zamrażalnictwo:1. u producenta żywności (gospodarstwo rolne) i w punkcie skupu (zlewnia mleka, punkt skupu owoców)2. technologiczno – produkcyjne – chłodzenie do temperatur dodatnich i sięgających 0°C oraz produkcjamrożonej żywności3. składowe – różne typy chłodni (zbiorczo-składowe, portowe), pomagają regulować podaż rynkowąartykułów nietrwałych (mięso, masło, owoce)4. w handlu i żywieniu zbiorowym5. w gospodarstwach domowych6. transport chłodniczy i zamrażalniczy – łączący wszystkie ogniwa w łańcuch chłodniczy; specjalneśrodki transportu chłodniczego i zamrażalniczegoChłodnictwo żywności– temperatury w granicach od 10°C do 0°C (szerszy zakres temperatur od 13-16°C dopunktu zamarzania żywności ok. -2°C).Przedłuża przydatność żywności do spożycia do kilku dni lub kilku miesięcy (w zależności od naturalnejtrwałości żywności).Charakter doraźny, pomocniczy w realizacji obrotu żywnością – nie jest metodą konserwacjisensu stricto.Temperatury wykorzystywane w chłodniczym przechowywaniu żywności:od -1°C do +1°C: świeże ryby, mięso, kiełbasa, mięso mieloneod 0°C do +5°C: mleko, śmietana, smalec, jogurt, pieczywo, ciastood 0°C do +8°C: gotowane mięso, masło, margaryna, ser twardyPrzechowywanie owoców i warzyw:jabłka: 0 do +4°CoGolden Delicious 0°C (do 8 m-cy)oKoksa 3°C (do 6 m-cy)gruszki: -1 do +1°C (do 9 m-cy)wiśnie: -1 do +2°C (do 7 tygodni)marchew: 0 do +1°C (do 10 m-cy)kalafior: 0°C (do 6 tygodni)pomidor: 8 do 10°C (do 10 dni)Zamrażalnictwo żywności– schłodzenie produktu do temperatury -18°C i poniżej (ale zwykle nie poniżej-30°C i rzadko dochodzącej do -45°C) i utrzymaniu jej w tej temperaturze.Szybki rozwój – duże zapotrzebowanie na żywność wygodną, mrożone dania gotowe. Wysoka energochłonnośćmetody – kosztowna.Zamrażanie:wstrzymuje rozwój i działanie drobnoustrojów powodujących psucie żywności i wywołujących zatruciaspowalnia przebieg reakcji chemicznych oraz procesów enzymatycznych i biochemicznych, jakiezachodzą w żywności niezamrożonejEtapy procesu zamrażania produktów spożywczych:1. Ochłodzenie zamrażanego produktu do temperatury zamarzania (od -0,5 do -10°C)Tworzenie zarodków lodu w temp. od -0,5 do -0,8°C2. Właściwe zamrażanie z wymrażaniem zawartej w produkcie wody (powyżej 80% jej zawartości) –powolny proces w zakresie temperatury od -0,5 do -35°C3. Oziębianie do temp. przechowywania. Rozrastanie się powstałych wcześniej kryształków lodu.Mrożenie produktów spożywczych:Owoce – przechowywanie w temp. od -18°C do -30°CWarzywa – przechowywanie w temp. od -30°C do - 40°C (blanszowanie)Strona3z53Mięso ryby:owstępne schłodzenie do temp. 0°Cozamrażanie w temp. od -20°C do -45°Coprzechowywanie w -18°C i -24°CCzynniki środowiskowe wpływające na procesy życiowe mikroorganizmów:temperaturapHaktywność wodypotencjał oksydoredukcyjnypromieniowanieciśnieniemetale ciężkieTEMPERATURA:metabolizm komórek żywychszybkość reakcji biochemicznychszybkość wzrostuaktywność enzymówstruktura białek i kwasów nukleinowychtransport jonówdyfuzja substancji chemicznychzmiana właściwości chemicznych błon komórkowychTemperatury kardynalne: minimalna/maksymalna – granice wzrostu mikroorganizmówOptymalna – najszybsze rozmnażanie, najkrótszy czas trwania jednej generacjiobniżanie temperatury poniżej optymalnej – wolniejsze tempo procesów życiowych, w tymrozmnażania, aż do całkowitego zahamowaniawzrost temperatury powyżej minimalnej – wzrost szybkości reakcji enzymatycznychwzrost temperatury powyżej optymalnej – zahamowanie tempa wzrostu i rozmnażaniaZakres temperatur, w których przebiegać mogą prawidłowe funkcje życiowe mikroorganizmów:-23°C – Corynebacterium, Sporobolomyces121°C – szczep 121 (Archea)Życie w niskiej temperaturze – 75% biosfery: środowiska o temp. poniżej ?Występowanie: morza polarne, lód morski (wewnętrzne solanki o temp. -35°C), gleby polarne, wiecznazmarzlina, lodowce, głębokie osady morskie (-1°C do 4°C), wysokie pasma górskiePsychrofile (optimum 15°C, maksimum 20°C i mniej) środowiska o ustalonych niskich temperaturach – rejonypodbiegunowe, góry, dna głębokich zbiorników wodnych; życie wewnątrz lodu i śniegu – woda międzykryształkami lodu (Psychrobacter, Methanococcoides, Carnobacterium, Desulfatolea)Psychrotrofy (optimum 20 – 40°C) środowiska z okresowymi wahaniami temperatury, wody morskie iśródlądowe, gleba; powszechność występowania w środowisku, problem w przechowalnictwie żywności(Pseudomonas, Vibrio, Aeromonas, Chromobacterium, Bacillus)Strona4z53Drobnoustroje – mechanizmy przystosowawcze do życia w niskiej temperaturze:struktura błon komórkowychzwiększona zawartość NNKTzmniejszona zawartość rozgałęzionych lipidówzapewnienie płynności błony cytoplazmatycznej – możliwość aktywnego transportu przezbłonę komórkowąenzymy – zwiększenie elastyczności i giętkości cząsteczki, bardziej otwarta i elastyczna konformacja –większy dostęp substratów, zwiększenie wydajności enzymówsynteza krioprotektantów (glutaminian potasu) – przeciwdziałanie destrukcji enzymówwewnątrzkomórkowychsynteza białek zapobiegających tworzeniu się wewnątrzkomórkowego lodu„białka szoku zimna” CSP (cold shock proteins) – wytwarzane gdy temp. obniża się do minimalnej, pokilkugodzinnym zahamowaniu wzrostua) ochrona DNA i RNA – prawidłowy przebieg translacji i transkrypcjib) tworzenie się funkcjonalnych rybosomówc) likwidują nietypowe struktury mRNA powstałe na skutek szoku termicznegoCzynniki wpływające na przeżywalność mikroorganizmów w żywności mrożonej:ilość i rodzaj drobnoustroju – bakterie G- są bardziej wrażliwe niż G+faza rozwoju – komórki w fazie log są bardziej wrażliwe niż w fazie stacjonarnejskład i właściwości produktu – pH, aktywność wody, obecność białek, polisacharydów, lipidów –działanie ochronnetemperatura i szybkość mrożenia, składowania i rozmrażaniaZagrożenie dla żywności przechowywanej w niskich temperaturach – drobnoustroje aktywne (powolny rozwój)w zakresie:5°C Salmonella, Staphylococcus aureus3°C Clostridium botulinum typ E i B-2°C Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenesListeria monocytogenesG+ pałeczkiprzeżywa w temp. od -2 do 45°C oraz pH 4,4 – 9,5halotolerancyjna – może przeżyć kilka godzin w 26% roztworze solankizdolność przeżywania w żywności mrożonejwrażliwość na środki dezynfekcyjne oraz podwyższoną temperaturę (> 70°C)bardzo rozpowszechniona w przyrodzie – gleba, woda, organizmy ludzi i zwierząt, produktyspożywcze – mięso, drób, suche wędliny, sery, warzywaListeriozagorączka, bóle mięśni, nudności, biegunka, ból głowy, sztywność karku, drgawki, utraty równowagi,dezorientacjakobiety – infekcja podczas ciąży – poronienia, martwa ciąża, przedwczesny poród, infekcje noworodkaNiska temperatura – wpływ na drobnoustroje w żywności:1. Wpływ na tempo przemian metabolicznychObniżenie temp. o 10°C poniżej optymalnejzwolnienie szybkości reakcji biochemicznychod 2 do 4 razy.C2. Wpływ na rozmnażaniea) maleje właściwa szybkość wzrostuBDb) wydłuża się czas generacji (czas podwojenia liczny komórek)Ac) wydłuża się czas trwania fazy adaptacyjnej (lag faza)TTrwałość i dobra jakość żywności do momentu, gdy jej mikroflora nie wejdzie w fazę wzrostulogarytmicznego. (A – faza adaptacji, B – faza wzrostu logarytmicznego, C – faza stacjonarna, D – fazazamierania)Strona5z53 [ Pobierz całość w formacie PDF ]