Élelmianyagokban végbemenı változások Kedvezıek Kedvezıtlenek
Az élelmianyagok értékvesztése, romlási jelenségei, az élelmianyagok tartósítása Élelmiszerek, élelmiszernyersanyagok többsége viszonylag rövid ideig tartható el váltózás nélkül A változások következtében az élelmiszerek jelentıs része fogyasztásra alkalmatlanná válik, úgy mondjuk: megromlik. Monilinia fructigena
A romlás olyan mélyrehatm lyreható változás, melynek során n az élelmiszer emberi fogyasztására, illetve ipari feldolgozására alkalmatlanná válik. A megromlott élelmiszer biológiai és élvezeti értéke csökken (undort keltıvé válik), minısége annyira megváltozik, hogy fogyasztása sa az egészs szségre ártalmas lehet. A tápanyagok t károsodnak, k az érzékszervi tulajdonságok (szín, íz, szag, állomány) romlanak.
Alacsony víztartalmú élelmianyagok tartósabbak Magas víztartalmú élelmianyagok többsége gyorsan romlik Víztartalom vízaktivitás
VÍZ (H 2 O) Víz poláros molekulákból álló, színtelen, szagtalan 0 C és 100 C között folyékony halmazállapotú, a leggyakoribb vegyület a Földön. Molekulái között a dipólus-dipólus kölcsönhatás mellett hidrogénkötések alakulnak ki, a hidrogénkötések a molekulákat nagyobb csoportokba, ún. asszociátumokba kapcsolják. Sőrősége +4 C-on a legnagyobb.
A víz halmazállapot-váltózásai Halmazállapot-változásnak azt a fázisátalakulást nevezzük, amikor az anyag egyik halmazállapotából a másikba jut
Az élelmianyagok víztartalma Az élelmianyagok, élelmiszerek többségében a víz a legnagyobb arányban megtalálható összetevı. Mennyisége azonban széles határok között mozog, vannak egészen alacsony víztartalmú élelmiszerek is.
Az élelmiszerekben a víz több formában van jelen: 1. Szabad víz (kolloidok diszpergáló közege, ionok oldószere) 2. Adszorbeált víz (fehérjékhez stb. adszorpcióval kötött víz) 3. Kémiailag kötött víz (hidrátburok, kristályvíz) Az összes víztartalom fenti formák közötti megoszlása függ az adott élelmiszer összetevıinek arányától, szerkezetétıl.
Élelmianyagok vízaktivitása: az élelmianyag fölött uralkodó vízgız nyomás aránya az ugyanezen hımérsékleten lévı tiszta vízgıznyomásához viszonyítva. Tiszta víz aktivitása: 1 Gyorsan romló élelmianyagoké: 0,8 < Hosszabb ideig eltarthatóké: 0,6 >
NÉHÁNY ÉLELMISZER a w -je 0,95 friss hús, friss hal, friss és konzerv gyümölcs és zöldség, virslik, vaj,tej, majonéz, sótlan szalonna 0,90 sajt (cheddar, münster), sonka, száraz kolbász, gyümölcslé koncentrátum, sózott szalonna 0,85 érlelt sajt, szalámi-áruk, dzsemek, gyümölcs torták, szárazáruk, narancs juice koncentrátum, margarin 0,80 gyümölcs juice koncentrátum, szirupok, lisztek, sütipari termékek 0,75 jamok, kondenzált tej, lekvárok, marcipán 0,70 melasz, szárított füge, sózott hal 0,65 dió-mogyoró, nyers cukorrépa
0,60 gabonafélék, szárított gyümölcsök, karamell, ırölt kávé, medvecukor parmezán/sprinz sajtféleségek, 0,50 méz, tészta (nokedli, ravioli) csokoládé, bonbonok, rágógumi,főszerek 0,40 kakaó, tojáspor 0,30 szárított burgonya, krékerek, piskóták, corn flakes, levespor, poralapú tortakeverék 0,20 szárított tejpor, szárított zöldségek 0,10 fagyasztva szárított termékek, nescafé, gyógyszeripari porok (egészen 0,03a w -ig)
Ahhoz, hogy az élelmianyagok romlását megakadályozzuk meg kell ismerkednünk a romlás jelenségeivel, az élelmianyagok romlási folyamataival.
Az élelmiszerek romlása: fizikai kémiai biokémiai és biológiai okokra vezethetı vissza
Fizikai eredető változások víztartalom változása hımérséklet változása mechanikai változások fény hatása Kémiai eredető változások nem enzimes kémiai folyamatok oxidációs folyamatok Maillard-reakció
Enzimes ( biokémiai ) eredető romlás légzés túlérés enzimes barnulás ENZIM MŐKÖDÉS
ENZIMES BARNULÁS fenolok oxidálóenzimek oxigén kinonok barna színanyagok A barnulás megakadályozására elvileg a következı lehetıségek állnak fenn: az enzimek inaktiválása hıkezeléssel az enzimek mőködésének gátlása az enzimek mőködésének kizárása (antioxidánsok alkalmazása).
Biológiai eredető romlások makrobiológiai mikrobiológiai (Monilinia fructigena)
A mikroorganizmusok ökológiája A mikroorganizmusok a talajban, vízben, levegıben általánosan elterjedtek Földrajzi elterjedésüket tekintve a mikroorganizmusok kozmopoliták A mikroorganizmusok életfolyamatait, szaporodását biotikus és abiotikus tényezık befolyásolják
Abiotikus tényezık Fizikai és kémiai ökológiai faktorok A mikroorganizmusokra közvetlenül hatnak 1. Víz 2. Hımérséklet 3. Fény 4. Nyomás 5. Rázás 6. Ozmózis 7. Só koncentráció 8. ph
A hımérsh rséklet hatása a növekedn vekedés ütemére: minden élılénynek sajátos hımérsékleti optimuma, min ill. max. értékei Növekedés üteme Az enzimek mőködése folyamatosan gyorsul Az enzimek maximális hatékonysággal mőködnek ezt egyéb környezeti tényezık módosíthatják, pl. a táptalaj összetétele A membránok gél állapotba kerülnek, a transzport folyamatok és az anyagcsere leáll Hımérséklet A fehérjék kicsapódnak, a membránok felszakadnak, a sejt elpusztul (Madigan et al., Fig. 6.16)
Venturiás varasodás (Venturia inaequalis )
Burgonya baktériumos győrős rothadás (Ralstonia solanacearum)
mosaik potyvirus
Mikroorganizmusok: Hasznos fontos szerepük van egyes élelmiszerek ízének aromájának kialakításában Romlást okozó - az élelmiszer idegen ízt és szagot vesz fel Kórokozók külsı elváltozás nélkül rejtetten szaporodhatnak, mérgezı anyagokat, toxinokat termelhetnek
A mikroorganizmusok az élelmiszeren elszaporodva, enzimjeik segítségével lebontják az élelmiszerek értékes vegyületeit és azokat a saját anyagcseréjükben használják fel az élelmiszer elveszti eredeti érzékszervi tulajdonságait: állagát, színét, ízét, zamatát, sıt csökken beltartalmi értéke (TÉ) is egészséget károsító anyagok is felgyülemlenek, pl. az egyes penészek által termelt mikotoxinok
ÉLELMIANYAGOK TARTÓSÍTÁSA Tartósítási eljárások
Tartósítási eljárások Mindazokat a gyakorlati módszereket, amelyekkel élelmiszereinket megóvjuk a romlástól tartósító eljárásoknak nevezzük. A tartósítás alapvetı követelménye, hogy az élelmiszerek fontosabb tulajdonságai ne változzanak biológiai értékük ne csökkenjen, a termékek élvezeti értékükbıl ne veszítsenek.
A tartósítás segítségével megırizhetık a nyersanyagok értékes anyagai, növelhetı a fogyasztás idıtartama, lehetıvé válik a termékek romlásmentes tárolása, szállítása, értékesítése. A tartósító hatás jellege szerint az alábbi módszereket különböztetjük meg: fizikai fizikai-kémiai kémiai és biológiai eljárások
Biológiai elv Abiózis Anabiózis Cenoanabiózis Biózis Tartósító hatás Fizikai Kémiai Mechanikai Fizikai Kémiai Kémiai Élve tárolás Gyakorlati alkalmazás hıkezelés (pasztırözés, sterilezés) besugárzás antibiotikumok vegyszerek aszeptikus eljárás hőtés fagyasztás vízelvonás étkezési savak cukor alkohol pácolás füstölés sózás tejsavas erjedés alkoholos erjedés élı hal tárolása gyümölcsök, zöldségek nyers tárolása
Tartósítási technológiák A mikroorganizmusok szaporodásának gátlása (sztatikus hatás) Alacsony hımérséklet (hőtés) Kis vízaktivitás (szárítás, aszalás) Kis ph (savanyítás) Vákuum-csomagolás Módosított légterő tárolás Tartósítószerek adagolása Az élelmiszer mikrostruktúrájának megváltoztatása
Tartósítási technológiák A mikroorganizmusok elpusztítása (letális, cid) Hıkezelés Besugárzás A mikrobák eltávolítása, a termékbe jutásának megakadályozása Szőrés Csomagolás Aszeptikus feldolgozás
Tartósítás fizikai módszerekkel az élelmiszerekbe idegen anyagok nem kerülnek, a mikroorganizmusok élettevékenységét fizikai hatásokkal akadályozzuk meg. A fizikai tartósítási eljárások a következık: hıkezelés hıelvonás víztartalom csökkentése és egyéb eljárások
Hıkezelés Elıfızés (Pasztırözés) elsısorban folyékony élelmiszerek (bor sör, gyümölcslevek) valamint befıttek, savanyúságok, dzsemek kíméletes hıkezelése. Ultrapasztırözés Sterilezés (sterilizálás) fızelékkonzervek valamint borsó, kukorica tartósítására alkalmazzák.
Abiózis Hıkezelés lényege, hogy a tartósítandó élelmiszerrel olyan mennyiségő hıt közlünk, melynek eredményeként a romlást okozó mikroorganizmusok elpusztulnak, illetve káros tevékenységüket már nem képesek kifejteni. Utófertızés kizárása
Hıelvonás hőtés vagy hőtıtárolás, fagyasztás, fagyasztva tárolás, gyorsfagyasztás
Hőtıtárolás Az adott élelmianyagot alacsony, a fagyáspontja feletti hımérsékleten tároljuk. Alacsony hımérsékleten: az élelmianyag enzimatikus folyamatai lelassulnak az élelmianyagokon/ban lévı mikroorganizmusok szaporodása gátolt
Probléma: A hőtve tárolt élelmianyagok eltarthatósági ideje fajonként eltérı Hőtvetárolás során az élelmianyagokban elváltozások léphetnek fel, pl. súlyveszteség
Ennek kiküszöbölési lehetısége: Csomagolás ERP (egyensúlyi relatív páratartalom) Szabályozott légterő tárolás
Fagyasztás Olyan mértékő hıelvonás, amely az élelmianyag víztartalmának túlnyomó részét jéggé fagyasztja. Beszélünk: Gyors és Lassú fagyasztásról
Fagyasztott élelmianyagok tárolása Tárolhatósági idı: -6 C-os tárolótérben: 10 nap -12 C-os tárolótérben: 30 nap -18 C-os tárolótérben: 6 hónap -24 C-os tárolótérben: 10-12 hónap A tárolhatóság függ: a termék fajtájától, csomagolásától és az adag nagyságától.
Gyorsfagyasztott élelmiszerek felengedtetése FELENGEDTETÉS Irányított, ellenırzött mővelet/folyamat Tudatosan engedtetjük fel az élelmiszert FELENGEDÉS Nem irányítottan, ellenırizetlenül megy végbe. Valamilyen nemkívánatos ok következtében jön létre
Vízelvonás besőrítés - részleges vízelvonás nyílt rendszerben zárt rendszerben - vákuumbesőrítés szárítás ( dehidrálás )
Egyéb eljárások: csírátlanító szőrés centrifugálás sugárzás gáztérben való tárolás.
Kombinált tartósítási módok Kriokoncentrálás Liofilezés Liofilizátor
fagyasztva szárítás 0 C jég szublimál 0,06 atm teljes vízeltávolítás
Tartósítás fizikai-kémiai módszerekkel Sózás - zöldségfélék száraz sózás nedves sózás Cukrozás - befıttek, gyümölcsízek és gyümölcslevek cukrozás tartósító hatása csak 50 %-os töménység felett érvényesül rendszerint kombinálva használják
Tartósítás kémiai módszerekkel vegyi anyagok gátolják a mikroorganizmusok szaporodását, az enzimek mőködését A tartósítószer: - ne legyen toxikus - ne rontsa az élelmiszer érzékszervi tulajdonságait - a szükséges koncentrációban vízben oldható legyen - hatékonysága az élelmiszerek ph tartományában érvényesüljön - alkalmazása könnyen kivitelezhetı és gazdaságos legyen
Tartósítás biológiai módszerekkel élı szervezetek, a mikroorganizmusok által termelt anyagok akadályozzák meg az élelmiszereink romlását. pl.: tejsavas erjedés alkoholos erjedés
Biológiai tartósítási eljárások Természetes savanyítás (tejsavas erjedés) (tejsavbaktériumok = Lactobacillus acidophillus) C 6 H 12 O 6 2C 3 H 6 O 3 hat szénatomos cukor tejsav
Alkoholos erjesztéssel való tartósítás (borélesztıgombák = Saccharomyces cerevisiae ) C 6 H 12 0 6 = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 szôlôcukor alkohol széndioxidgáz
Biológiai eredető szerves vegyületekkel történı tartósítás Antibiotikumok: tetraciklinek, nizin, natamicin, stb. Fitoncidok: Tomatin, humulon, rafanin, kapszaicin, stb. Fitoalexinek: Risitin, lubimin, szolavetion Lizozim