A KÖZPONTI ÉLELMISZER-TUDOMÁNYI KUTATÓINTÉZET AZ MTA ÉLELMISZER-TUDOMÁNYI KOMPLEX BIZOTTSÁGA és a MAGYAR ÉLELMISZER-TUDOMÁNYI ÉS TECHNOLÓGIAI EGYESÜLET közös rendezésében 2010. november 26-án tartandó 341. TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUM előadásainak rövid kivonata 314. füzet Budapest
Tojáslevek hosszan tartó, a fehérjék natív tulajdonságait megőrző kezelése Napjaikban a tojásfeldolgozó üzemek a tojáslevek pasztőrözése során 5-10 perces 60-65 C-os hőkezelést alkalmaznak a tojáslevekbe főként a törés során bekerülő mikrobák számának csökkentésére. Ez a hőkezelés azonban nem minden esetben elégséges, és esetenként a túlélő mikrobák között Salmonella is előfordulhat. Éppen ezért számos új tojáslé-kezelési eljáráson dolgoznak, ilyen a tojáslevek hosszú ideig tartó, a konalbumin kezdeti denaturációs pontjánál (57 C) alacsonyabb hőmérsékleten történő kezelése. Előkísérleteinkben tojásleveket hőntartással kezeltünk, amely során a natív, homogénezett tojásfehérje-lé, tojássárgája-lé és teljestojás-lé mintákat 24 órán át 55 C-on tartottuk. Ez a tojáslé-tartósítási eljárás a szokásos tojáslé-pasztőrözési eljárásnál eredményesebbnek bizonyult, ugyanis a 24 órás 55 C-os hőntartás végére elpusztultak a vizsgált baktériumok (Salmonella Enteritidis, Escherichia coli, Serratia marcescens). Ugyanakkor munkánk során azt is megállapítottuk, hogy a hőntartásos kezelés során a mikrobák hőrezisztenciája az irodalmi adatokban leírtak többszöröse is lehet, valamint a kezelést megelőzően pasztőrözött termékeknél nem minden esetben jár megfelelő eredménnyel az eljárás. A megnövekedett hőrezisztencia növekedést az okozhatta, hogy a sejtek a felmelegítés során (100 ml-es dobozokban a felmelegítés kb. 1 óráig tartott) hősokk hatásnak voltak kitéve. Ezen elmélet igazolására kísérletünkben tojásfehérje-levekbe oltott Salmonella Enteritidis hőrezisztenciáját vizsgáltuk a kezelési hőmérséklet és a felmelegítési sebesség függvényében. A 10 8 CFU ml -1 körüli Salmonella sejtet tartalmazó mintákat 0,76-9,24 C min -1 felmelegítési sebességek 4 C-ról 48,96-56,04 C-ra melegítettük, majd a kezelési hőmérsékleten adott időpontokban fedett lemezöntéses technikával XLD táptalajon vizsgáltuk az élőcsíraszám változást. Kísérletünkben a központi összetett rotációs elrendezést (CCRD) használtuk, és az adatok elemzéséhez a választófelület módszert (RSM) alkalmaztuk. Eredményeink alapján a Salmonella Enteritidis hőpusztulását a kezelési hőmérsékleten kívül, a felmelegítési sebesség is jelentősen befolyásolja. Így például amennyiben a hűtött mintákat 9,24 C min -1 sebességgel melegítettük fel D 52,5 =2.32 min volt, azonban 0,76 C min -1 melegítést alkalmazva D 52,5 =19.23 min volt. Eredményeink szerint bár a hőrezisztencia változás jelentős, 6-12 órás 53-55 C-os hőntartással mikrobamentes vagy minimális élőcsíraszámú termék állítható elő. Vizsgáltuk a szerkezetbeli változást is a mintáinkban. A kalorimetrikus tulajdonságok és a viszkozitás vizsgálatával megállapítottuk, hogy nem következik be lényeges változás a minták szerkezetében a vizsgált hőmérséklettartományban. Németh Csaba 1, Friedrich László 1, Zeke Ildikó 1, Dalmadi István 1, Suhajda Ágnes 2, Janzsó Béla 2, Juhász Réka 3, Mráz Balázs 4, Balla Csaba 1 Budapesti Corvinus Egyetem, Élelmiszertudományi Kar 1 BCE ÉTK Hűtő- és Állatitermék Technológiai Tanszék 2 BME VBK Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék 3 BCE ÉTK Konzervtechnológiai Tanszék 4 BCE ÉTK Mikrobiológiai és Biotechnológiai Tanszék 1
Paraméteringadozások a hőkezelésben A hőkezelésben nem is az legnehezebb, hogy az elérendő hőkezelés mértéket kitűzzük, hanem hogy a hőkezelést mindig ugyanazon körülmények közt hajtsuk végre. A paraméterekben van egy természetesnek vehető ingadozás, de ezek jócskán megnövekedhetnek a technológiai fegyelem hiánya, műszaki tápellátási és karbantartási hiányosságok esetén. Az USDA-FSIS (ANON 1997) a kereskedelmi célú konzervgyártásra külön engedélyezési eljárást állított fel. A gyártás beindításának feltétele az előzetes hőpenetrációs görbék felvétele és a hőkezeltség mértékének megállapítása, és ennek az USDA-FSIS ellenőr általi jóváhagyása. A hőpenetrációs adatoktól történő minden eltérést lényegében rendellenes (deviant) folyamatnak tekint az USDA. Emellett a termelés és a hőkezelés adatait meg kell őrizni a szavatosság lejártáig, és azt hibafeltárásra és különböző ellenőrzésekre kell felhasználni. Az ISO 22000 szabvány tulajdonképpen általánosságban ugyanezt követeli meg (validálás, verifikálás). Sajnos üzemeinkben csak most kezd elterjedni az elektronikus adatrögzítés, de már egy közepes méretű üzemben is olyan nagy adathalmaz keletkezik, amelyet már csak számítógéppel és jelentős munkaidő ráfordítással lehet elemezni. Erre az üzemeink még nem készültek fel. Üzemi méréseink során elemeztük a hőkezelés kezdeti és peremfeltételeit és meghatároztuk az ingadozási tartományokat. A normál ingadozási tartományt az 1s, a nagyobb ingadozási tartományt a 2s szórás jelentette, a deviáns folyamatot jelentő ingadozás az általam tapasztalt maximális érték, vagy a 3s szórás jelentette. Az adathalmazt 200 töltelékes áru adatsora jelentette. A hőpenetrációs görbékből a legkisebb négyzetes eltérés alapján meghatároztuk a hőtani paramétereket, majd 1D FDE VDM hőátviteli számításokat alkalmaztunk a Monte-Carlo elv szerint, azaz a paraméteringadozások véletlenszerűen találkoztak (1000 futtatást végeztünk). A számítások során a kezelési időt addig változtattuk, amíg a hűtés és a tartási idő alatt az elért hőkezelési egyenérték minimum el nem érte a 12D pusztítást (D-Streptococcus, D=2,95, z=10 C). Eredményeink azt mutatták, hogy az eloszlások csúcsossága és a ferdesége annál nagyobb minél gyorsabb volt a hőkezelés és intenzívebb volt a hőátvitel. A csúcsosság kisméretnél nagy és pozitív volt, a méret növekedésével pedig csökkent és negatív irányba tolódott el. A ferdeség végig pozitív, tehát jobbra tolódik el a görbe, és mértéke csökken, ahogy a méret nő. Az eloszlások emiatt nem feleltek meg a normál eloszlásnak, a Statistica for Windows program próbáival sem kaptunk szignifikánsan igazolható eloszlástípust. Ez ad magyarázatot arra is, hogy a kisméretű konzervdobozokra a közleményekben miért kaptak egyes esetekben normál, míg más esetekben nem normál eloszlásokat. A nagy (3s) ingadozású folyamatoknál mindenképpen csökkenteni kell a paraméteringadozásokat, mert a paramétertalálkozások a megkívántnak, akár 1,5-2-szeres mértékű hőkezelését is eredményezhetik, főleg kis méreteknél és a nagy ingadozású folyamatoknál. Ha az 1s és 2s szórásokat (SD P =3-5 perc) figyelembe vesszük, akkor 45<P<51 perc hőkezelési egyenértéket kell felállítanunk a biztos 12D pusztítás eléréséhez. Eszes Ferenc 1, Rajkó Róbert 2, Szabó Gábor György 2 1 SZTE Mérnöki Kar Folyamatok Tervezése, Irányítása és Modellezése Kutatócsoport Élelmiszermérnöki Intézet 2 SZTE Mérnöki Kar Folyamatok Tervezése, Irányítása és Modellezése Kutatócsoport Gépészeti és Folyamatmérnöki Intézet 2
Bioaktív komponensekben gazdag őrlemények technológiai funkcionalitása A gabonafélékből, ezen belül különösen a búzából készült élelmiszerek az alapellátásban meghatározó szerepet töltenek be. Emellett a gabonaszemek gazdag forrásai lehetnek a rostanyagoknak, vitaminoknak, ásványi anyagoknak, külső rétegei nagyobb mennyiségben bioaktív komponenseket (fitokemikáliák, szabad és kötött fenolos komponensek, fitoszterolok, tokolok, folát, alkilrezorcinok, ferulasav) is tartalmaznak. Az említett funkcionális komponensek jelenlétének aránya fajtától, illetve gabonaszemen belüli elhelyezkedéstől is függ, ezért a jelenleg általánosan használt búzaőrlemények ezt a potenciális egészségtámogató lehetőséget csak részben használják ki. A funkcionális komponensek között legnagyobb arányban rostalkotókat találunk, melyek meghatározó részét a nem keményítő jellegű poliszacharidok (arabinoxilán, arabinogalaktán, stb.) alkotják, melyek vízoldható frakciói prebiotikumként működnek. Ezen makrokomponensek jelentősen befolyásolják az őrlemények technológiai értékét is, azaz végső soron a belőlük készült termékek tulajdonságát, érzékszervi minőségét. Kutatómunkánk során vizsgáltuk a nem keményítő jellegű poliszacharidokat nagyobb mennyiségben tartalmazó őrlemények, valamint liszt-speciális őrlemény, illetve lisztarabinoxilán modellkeverékek összetételi és reológiai tulajdonságait. A reológiai minősítés során a hagyományos farinográfos minősítési eljárás, illetve annak mikrováltozata mellett az újdonságnak számító un. Mixolabos módszer bevezethetőségét is tanulmányoztuk. A készülék egyedi módon képes elvégezni a vizsgálandó liszt komplex reológiai jellemzését, vagyis az elsősorban fehérjeminőségtől függő dagasztási, illetve hőmérsékletprofil alkalmazásával a meghatározóan keményítőminőségtől függő viszkozitási görbe egyidejű felvételét, az ebből származtatott paraméterek meghatározását, valamint ún. minőségprofil felrajzolását. Eredményeink azt mutatják, hogy részben új módszertan kidolgozása szükséges az új összetételű őrleményfrakciók reológiai jellemzéséhez. A Mixolabos méréstechnika alkalmas lehet a minőségi változások komplex jellemzésére, valamint a minőségprofil alkalmazásával az őrlési technológia minőségstabilitásának ellenőrzésére. A gyakorlatban közvetlenül alkalmazható eredményeken túl vizsgálataink lehetőséget teremtenek az összetétel és a technológiai funkció kapcsolatának megértésére, mely jövőbeli célkitűzéseink meghatározó irányát jelentik. Munkánk két kutatási programhoz, a Egészségmegőrzés és hagyomány: alapanyag-, termék- és technológiafejlesztés a gabonavertikumban c. NTP projekthez (TECH_08_A/2-2008-0425), valamint a A búza sütőipari minőségének összefüggése a sikér és a pentozán összetétellel c. OTKA kutatáshoz (CK 80334) is kapcsolódik. Tömösközi Sándor, Szendi Szilvia, Juhász Daniella, Balázs Gábor, Harasztos Anna BME VBK Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék 3
Gyümölcslevek kíméletes tartósítási technológiája A hosszú eltarthatósági idejű, friss jellegű élelmiszerek iránt mindinkább növekszik a fogyasztói kereslet, mely elősegíti a kíméletes élelmiszer-tartósító eljárások elterjedését. A fogyasztók egészséges termékeket kívánnak fogyasztani úgy, hogy a termékek kedvező érzékszervi tulajdonságai megmaradjanak. Az új, ún. novel technológiák alkalmazása során tehát fontos, hogy az élelmiszer tápértéke megmaradjon, biztonságos és mindemellett környezetkímélő is legyen. A nagy hidrosztatikai nyomású technológia (továbbiakban: HHP) és a pulzáló elektromos térerő (továbbiakban: PEF) a nem hőkezelésen alapuló kíméletes technológiák megvalósítását teszik lehetővé. A PEF technika alapja a két elektróda között létrejövő elektromos térerő élősejtre gyakorolt hatása, melynek következtében a sejtmembrán áteresztő képessége illetve szerkezete megváltozik és bekövetkezik a sejt dielektromos összeomlása. A HHP kezelések során a folyadékot illetve a szilárd anyagot hidrosztatikus nyomásnak tesszük ki. Előnye, hogy az élelmiszer becsomagolva kezelhető, valamint a kezelés hatékonysága független a minta alakjától és méretétől. Előadásomban bemutatom a németországi DAAD ösztöndíj keretében végzett munkám főbb irányvonalait, amelyet a KÉKI Technológia Osztályán végzett korábbi PEF kutatás folytatásaként végeztem. A korábbi vizsgálataimat alapul véve szintén 100%-os gyümölcslevekkel (alma, narancs) dolgoztam. A kezelések hatékonyságát egy mikroorganizmus segítségével definiáltam a kezelések utáni túlélő sejtszám meghatározásával. Az adott indikátor baktérium (Alicylobacillus acidoterrestris DSMZ 2498) kiválasztását az a tény indokolta, hogy bizonyos gyümölcslevek hőkezeléses tartósítása után ez a baktérium még mindig képes minőségrontásra. Élettevékenységével a lé zavarosságát idézheti elő, illetve ízbeli aromabeli elváltozást okozhat. Ezek a nemkívánatos változások az üdítőiparban jelentős gondokat okoznak. Mindezen változások vizsgálatára a fiziko-kémiai és színvizsgálatok mellett az elektronikus orr alkalmasnak tűnt az érzékszervi változások mérésére. Előadásomban bemutatok néhány olyan berendezést, amelyekkel dolgoztam, kiemelve a legfontosabbakat. A rögzített hőmérsékleteken végzett HHP kezelés esetén a különböző nyomásszintek, illetve PEF kezelés során a különböző energiaszintek alkalmazása eredményesnek tűnt a mikrobiológiai inaktiváció szempontjából. Ez a különbség adódott a többi vizsgálat elvégzése során is. A vizsgálatok során megállapítható volt, hogy a kezelés utáni különböző (0,2,4 hét) tárolási idők vizsgálata is szignifikáns eredményt hozott. Hartyáni Piroska 1, Dalmadi István 2, Cserhalmi Zsuzsanna 1, Dietrich Knorr 3 1 KÉKI Technológiai Osztály 2 BCE ÉTK Hűtő- és Állatitermék Technológiai Tanszék 3 Technische Universität Berlin, Fakultät III, Institut für Lebensmitteltechnologie und chemie 4