Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

1

Moduł IV

Metody utrwalania żywności

Wprowadzenie

1. Klasyfikacja metod utrwalania żywności

2. Metody fizyczne utrwalania żywności

3. Metody chemiczne utrwalania żywności

4. Metody biologiczne utrwalania żywności

5. Metody niekonwencjonalne utrwalania żywności

6. Metody skojarzone utrwalania żywności

7. Dobór metod utrwalania żywności

8. Wpływ stosowanych metod utrwalania na jakość żywności

Bibliografia

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

2

Wprowadzenie

Utrwalanie żywności to różne sposoby przetwarzania i przechowywania żywności,

których celem jest wydłużenie jej trwałości i zapewnienie bezpieczeństwa jej spożycia.

Głównym czynnikiem powodującym psucie się żywności są mikroorganizmy. Zabiegi

utrwalania żywności mają więc na celu uniemożliwienie im wzrostu i rozwoju w kon-

serwowanym materiale i taką zmianę właściwości chemicznych żywności lub takie jej

opakowanie i zamknięcie, które ograniczyłoby ich przyszły rozwój, a tym samym pod-

niosło bezpieczeństwo żywności.

Efekt utrwalania żywności osiąga się wskutek:

wstrzymania tkankowych procesów biochemicznych – tlenowego i beztlenowego

oddychania tkankowego, ciemnienia enzymatycznego itd.,

niedopuszczenia do rozwoju i działalności drobnoustrojów poprzez zniszczenie

lub usunięcie z zabezpieczeniem przed reinfekcją,

zahamowania zmian chemicznych nieenzymatycznych, np. oksydacji tłuszczów

lub rozkładu barwników naturalnych czy utleniania się witamin,

zahamowania zmian fizycznych, np. zmian konsystencji,

zabezpieczenia przed szkodnikami, np. wołka zbożowego czy rozkruszka,

zabezpieczenia przed zanieczyszczeniami chemicznymi lub zakurzeniem,

zabezpieczenia przed zakażeniem drobnoustrojami chorobotwórczymi, np. gron-

kowcami lub beztlenowcami.

Każdy z tych aspektów wymaga innych zabiegów technologicznych:

w celu wstrzymania tkankowych procesów biochemicznych oraz niedopuszcze-

nia do rozwoju i działalności drobnoustrojów poprzez zniszczenie lub usunięcie z

zabezpieczeniem przed reinfekcją stosuje się zwykle najbardziej typowe metody

utrwalania żywności, a mianowicie mrożenie, sterylizację w opakowaniach, od-

wodnienie, dodatek środków konserwujących,

zatrzymanie zmian chemicznych nieenzymatycznych wymaga np. usunięcia po-

wietrza, odwodnienia,

zatrzymanie zmian fizycznych osiąga się najczęściej, stosując dodatki funkcjonal-

ne,

zabezpieczenie przed szkodnikami, zabezpieczenie przed zanieczyszczeniami

chemicznymi lub zakurzeniem, zabezpieczenie przed zakażeniem drobnoustro-

jami chorobotwórczymi jest możliwe dzięki zastosowaniu odpowiedniego opa-

kowania.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

3

1. Klasyfikacja metod utrwalania żywności

Z uwagi na rodzaj czynnika decydującego o efekcie utrwalania wyróżniamy:

metody fizyczne, które polegają na

wykorzystaniu zjawisk fizycznych lub

stosowaniu substancji zwiększają-

cych ciśnienie osmotyczne, np. sól,

cukier;

metody chemiczne, polegające na do-

daniu do przetwarzanej żywności

substancji, które stosowane w ma-

łych ilościach hamują lub uniemożli-

wiają rozwój drobnoustrojów, np.

konserwanty;

metody biologiczne, które polegają na utrwalaniu żywności za pomocą substancji

wytwarzanych przez drobnoustroje rozwijające się w konserwowanym surowcu,

np. kwas mlekowy w śmietanie.

Do utrwalania żywności najczęściej stosuje się metody zespolone (skojarzone), np.

zwiększenie koncentracji cukru i pasteryzację.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

4

2. Metody fizyczne utrwalania żywności

Powszechnie stosowane fizyczne metody utrwalania żywności wykorzystują zjawiska

fizyczne lub stosowanie substancji zwiększających ciśnienie osmotyczne, którymi często

są składniki środków żywnościowych (sól, cukier). Utrwalanie środków żywnościowych

metodami fizycznymi osiąga się m.in. poprzez stosowanie w przetwórstwie wysokich i

niskich temperatur, odwodnienia, liofilizacji, solenia i cukrzenia.

W metodach utrwalania żywności wykorzystujących zimno, ze względu na stosowa-

ny w nich zakres temperatur, wyróżnia się zamrażanie i chłodzenie.

Zamrażanie jest jedną z lepszych metod utrwalania żywności. Polega ono na szybkim

schłodzeniu produktu do temperatury –20°C, a nawet do –40°C, i utrzymaniu jej poniżej

–18°C, czyli poniżej temperatury krioskopowej (temperatury zamarzania soków komór-

kowych),w czasie całego okresu przechowywania w chłodni.

Zamrażanie opóźnia psucie się produktów spożywczych, dzięki zmniejszeniu aktywno-

ści enzymów uczestniczących w procesach prowadzących do zepsucia oraz zapobiega-

niu namnażania się w nich drobnoustrojów. Woda zawarta w produktach tworzy pod-

czas zamarzania drobne kryształki, co powoduje zwiększenie stężenia rozpuszczalnych

substancji, stwarzając warunki uniemożliwiające rozwój mikroorganizmów. W produk-

cie zamrożonym zahamowaniu ulegają również wszelkie procesy fizyczne i chemiczne.

Jednak większość drobnoustrojów (poza pasożytami) przeżywa zamrażanie. Dlatego

trzeba zachować ostrożność zarówno przed zamrożeniem, jak i po rozmrożeniu produk-

tu spożywczego. Należy pamiętać, aby nie zamrażać ponownie produktu raz rozmrożo-

nego. Zamrażanie tylko w niewielki sposób zmienia wartość odżywczą produktów spo-

żywczych. Niektóre owoce i warzywa przed zamrożeniem dobrze jest blanszować, aby

unieczynnić enzymy i drożdże, które mogłyby powodować zepsucie produktu w zamra-

żarce. Ten proces powoduje straty zawartości witaminy C. Niezależnie od tych strat wa-

rzywa i owoce mrożone bezpośrednio po ich zebraniu zachowują wysoką wartość od-

żywczą, porównywalną do ich świeżych odpowiedników. Zbiór warzyw i owoców, ich

sortowanie, transport i dostarczenie do sklepu zajmuje zwykle kilka dni, a w tym czasie

dochodzi również do strat witaminy C. W produktach mięsnych, drobiowych, rybach i

maśle niemal zupełnie nie dochodzi do strat, ponieważ mrożenie nie prowadzi do ja-

kichkolwiek strat białka, witaminy A i D oraz składników mineralnych. Zależy to jednak

od sposobu, w jaki przeprowadzony zostanie proces zamrażania. Podczas rozmrażania

może dojść do utraty płynu zawierającego witaminy rozpuszczalne w wodzie oraz sole

mineralne.

Z uwagi na sposób odbioru ciepła od produktu zamrażanego wyróżniamy zamrażanie

owiewowe, kontaktowe, immersyjne i kriogeniczne. Zamrażanie owiewowe przebiega

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

5

w aparatach tunelowych okresowych, spiralnych, taśmowych itd. Zasada zamrażania w

tego typu aparatach jest następująca: schłodzone do założonej temperatury powietrze

krąży w zamkniętym tunelu lub komorze, odbierając ciepło oraz wilgoć od ochładzanego

produktu, następnie przepływa przez chłodnicę, oddając jej ciepło jawne oraz utajone i

dalej za pomocą wentylatorów, ewentualnie specjalnych kierownic lub dysz, zawraca do

produktu. Zamrażanie owiewowe stosuje się głównie do zamrażania warzyw i owoców.

Proces zamrażania kontaktowego stosuje się do zamrażania warzyw, owoców, grzy-

bów, kukurydzy w kolbach, produktów z mięsa rozdrobnionego, drobiu, produktów

garmażeryjnych itd. Odbywa się w zamrażarkach płytowych o załadowaniu poziomym

lub pionowym. W zamrażarkach kontaktowych zamraża się m.in. ryby całe, odgłowione i

patroszone oraz filetowane, mięso luzem, masło, soki, przeciery oraz kremogeny owo-

ców i warzyw. Metoda zamrażania kontaktowego pozwala na osiągnięcie dużych warto-

ści współczynnika wnikania ciepła. Produkt opakowany w regularne, płaskie porcje lub

bloki układa się w metalowe formy umieszczone pomiędzy płytami, które są następnie

dociskane hydraulicznie tak, aby został wytworzony odpowiedni kontakt tych płyt z

produktem. Pominięcie pośredniego ośrodka chłodzącego – powierza – pozwala na uzy-

skanie dużych wartości współczynnika wnikania ciepła, a zatem krótkiego czasu zamra-

żania oraz umożliwia podwyższenie temperatury parowania czynnika chłodniczego.

Zamrażanie immersyjne realizuje się jednym z trzech sposobów: przez zanurzenie

produktu w ciekłym ośrodku chłodzącym, przez jego zraszanie lub omywanie produktu

cieczą chłodzącą. Metoda ta pozwala uzyskać dużą prędkość zamrażania, dzięki pełnemu

kontaktowi całej powierzchni zamrażanego produktu z cieczą ochładzającą (duże

współczynniki wnikania ciepła przy stosunkowo wysokiej temperaturze wrzenia czyn-

nika od –25 do –35°C). Urządzenia tego typu posiadają małe wymiary i są bardzo proste

w konstrukcji. Szybkie zamrażanie jest bezpieczniejsze dla walorów odżywczych i este-

tycznych. Pojawia się wtedy dużo małych kryształków, które nie niszczą produktu we-

wnątrz. Powolne zamrażanie powoduje, że dużo wody wydobywane jest z wnętrza pro-

duktu, tym samym uszkadzając go wewnątrz. Zamrażanie immersyjne stosuje się mię-

dzy innymi do zamrażania drobiu i ryb.

Chłodzenie polega na obniżeniu temperatury produktu w granicach od 10°C do 0°C,

niektórzy podają szerszy zakres temperatur, od 13–16°C do punktu zamrażania żywno-

ści, tj. –2°C. Poprzez obniżenie temperatury do około 0°C znacznie zmniejsza się natęże-

nie przemian biologicznych, a zatem przedłuża się okres ich przydatności do spożycia.

Surowce rolnicze i artykuły spożywcze odznaczają się zróżnicowaną naturalną trwało-

ścią, a dzięki chłodnictwu okres ich przydatności do spożycia może się przedłużyć dla

jednych do kilku dni, dla innych do kilku tygodni czy nawet miesięcy. Obniżenie tempe-

ratury o 10°C powoduje znaczne zwolnienie tempa reakcji chemicznych oraz procesów

enzymatycznych i biochemicznych, jakie zachodzą w żywności niemrożonej.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

6

Chłodnictwo odgrywa zasadniczą rolę w gospodarce żywnościowej, szczególnie jeśli

chodzi o obrót towarowy owoców, warzyw, mięsa, drobiu, ryb, mleka, jaj, wraz z pro-

duktami wytworzonymi z tych surowców.

Metody utrwalania żywności wykorzystujące wysokie temperatury wywołują za-

równo korzystne, jak i negatywne zmiany w żywności. Do pozytywnych zmian należy

inaktywacja drobnoustrojów i enzymów powodujących psucie się żywności, niszczenie

toksyn oraz przeprowadzenie niektórych związków zawartych w żywności z formy nie-

przyswajalnej w przyswajalną.

Podstawowym założeniem utrwalania żywności przez ogrzewanie jest osiągnięcie jej

mikrobiologicznej stabilności. Do metod utrwalania żywności przez ogrzewanie należy

pasteryzacja, sterylizacja i tyndalizacja.

Pasteryzacja polega na działaniu na produkt temperaturą poniżej 100°C, przeważnie

temperaturą 65–85°C. Ma ona na celu zniszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych i

przedłużenie trwałości produktu. Podczas pasteryzacji giną wegetatywne formy drob-

noustrojów oraz następuje inaktywacja zawartych w produkcie enzymów. W przypadku

pasteryzacji żywności o pH poniżej 4,5 (np. owoców) pasteryzacja pozwala na uzyskanie

pełnej trwałości mikrobiologicznej. Większość mikroflory szkodliwej nie jest odporna na

niskie pH (chodzi głównie o Clostridium botulinum). Ponieważ Clostridium botulinum nie

rozwija się przy pH < 4,5, to do utrwalania żywności zakwaszonej poniżej tej wartości

stosujemy pasteryzację.

Metodą pasteryzacji utrwala się najczęściej produkty płynne, np. mleko, piwo, marynaty,

koncentrat pomidorowy, owoce pasteryzowane itp. Urządzenia, w których przeprowa-

dza się pasteryzację, nazywamy pasteryzatorami.

Kolejną metodą utrwalania żywności przez ogrzewanie jest sterylizacja. Polega ona na

ogrzewaniu produktu w temperaturze powyżej 100°C. Jej celem jest praktycznie całko-

wite zniszczenie drobnoustrojów (tj. form wegetatywnych oraz przetrwalników). W

przemyśle stosowane są dwa warianty tego procesu – sterylizacja żywności w opako-

waniach hermetycznych i sterylizacja żywności przed zapakowaniem w aseptyczne opa-

kowanie (np. mleko UHT).

Tyndalizacja to metoda utrwalania żywności, która polega na trzykrotnej pasteryzacji

przeprowadzanej co 24 godziny.

Pierwsza pasteryzacja zabija głównie formy wegetatywne drobnoustrojów, nie jest w

stanie zniszczyć żadnych form przetrwalnikujących. Po upływie doby pod wpływem im-

pulsu termicznego z przetrwalników rozwijają się kolejne formy wegetatywne bakterii,

które giną po drugiej pasteryzacji. Trzecia pasteryzacja działa podobnie jak druga, zabi-

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

7

jając ewentualne pozostałe mikroorganizmy. Zaletą tyndalizacji jest osiągniecie wysokiej

jałowości produktu, pomimo że stosuje się temperatury niższe niż podczas steryliza-

cji. Wadą jest bardzo długi czas trwania procesu oraz możliwość reinfekcji (wtórnego

zakażenia) produktu.

Stosowana jest do utrwalania np. mięsa, grzybów, fasolki, groszku, kalarepy czy kala-

fiorów w konserwie.

Innym sposobem utrwalania żywności są metody oparte na odwodnieniu, do których

zalicza się m.in. suszenie, liofilizację.

Suszenie to zespół czynności technologicznych, mających na celu zredukowanie zawar-

tości wody w produkcie poprzez jej wyparowanie, czego efektem jest obniżenie aktyw-

ności wody do wartości uniemożliwiającej rozwój drobnoustrojów, jak również ograni-

czenie do minimum przemian enzymatycznych i nieenzymatycznych.

Odwodnienie surowca można przeprowadzić różnymi sposobami, np. przez: suszenie w

podwyższonej temperaturze, suszenie w przeciwprądzie gorącego powietrza i drobno

rozpylonych cząsteczek płynu, za pomocą promieni podczerwonych, suszenie próżnio-

we pod zmniejszonym ciśnieniem itd. Oprócz suszenia wyróżnia się również inne spo-

soby odwadniania, np. klatrację, kriokoncentrację, zagęszczanie metodą odparowania

wody, metody membranowe itp.

Klatracja jest metodą odwadniania żywności polegającą na dodaniu do roztworu

oczyszczonej substancji związku chemicznego tworzącego spontanicznie z wodą klatra-

towe hydraty. Hydraty te wypadają z roztworu w formie kryształów, dzięki czemu moż-

na je łatwo usuwać z końcowego produktu.

Zagęszczanie metodą odparowania wody polega na usunięciu z produktu spożywcze-

go części wody. Powoduje to wzrost udziału suchej masy w produkcie.

Odparowanie wody może nastąpić w dowolnej temperaturze, ale najintensywniej do-

chodzi do niego w temperaturze wrzenia, ponieważ parowanie przebiega wówczas za-

równo na powierzchni cieczy, jak i w całej objętości. Zagęszczanie metodą odparowa-

nia prowadzi się w wyparkach jedno- lub wielodziałowych, pod ciśnieniem normalnym

lub zredukowanym. Urządzenia te mogą odparować wodę pod zwykłym ciśnieniem w

wyparkach otwartych lub pod zredukowanym ciśnieniem w wyparkach próżniowych.

Zaletą wyparek próżniowych jest przede wszystkim niska temperatura wrzenia i odpa-

rowania, np. pod ciśnieniem zredukowanym do 12,3 kPa wrzenie wody następuje w

temperaturze 50°C. Ma to korzystny wpływ na zachowanie naturalnych cech oraz war-

tości odżywczej zagęszczonego materiału.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

8

Kriokoncentracja albo zagęszczenie przez wymrażanie polega na częściowej krystali-

zacji wody w żywności przez zamrożenie, a następnie na usunięciu kryształów lodu od

zagęszczonej fazy ciekłej. Zagęszczanie prowadzi się w niskiej temperaturze, stąd też w

koncentracie dobrze zachowane są lotne substancje aromatyczne i wrażliwe na ogrze-

wanie barwniki, witaminy, aminokwasy itd.

W metodach membranowych stosuje się półprzepuszczalne błony – membrany, dzięki

którym można rozdzielić składniki obecne w jednolitych układach wieloskładnikowych,

noszących nazwę ogólną roztworów. Metody membranowe stosowane są głównie do

rozdzielania cieczy w cieczach.

Specyficzną metodą suszenia jest liofilizacja, która polega na odwodnieniu produktu

przez sublimację lodu, tj. przejście wody ze stanu stałego bezpośrednio w stan pary z

pominięciem fazy ciekłej.

Proces odbywa się pod zredukowanym ciśnieniem. Dzięki temu, że produkt jest suszony

ze stanu zamrożonego i w niskich temperaturach, to nie ulegają degradacji jego najcen-

niejsze składniki i właściwości. Niezmieniona lub nieznacznie zmieniona jest zawartość

witamin, białek, składników mineralnych, zapach, smak oraz kolor. Dobrze zachowana

jest struktura komórkowa, co pozwala na szybkie, ponowne uwodnienie produktu. Pro-

dukty liofilizowane są bardzo higroskopijne i wymagają odpowiednich opakowań za-

bezpieczających przed niekorzystnymi zmianami.

Metody osmoaktywne polegają na dodawaniu do żywności substancji podwyższają-

cych ciśnienie osmotyczne. Substancjami stosowanymi do podwyższenia ciśnienia

osmotycznego są cukier i sól kuchenna.

Konserwujące działanie dużej ilości soli kuchennej (12–16%) polega na silnym odwod-

nieniu środowiska oraz samych komórek drobnoustrojów, związanym ze wzrostem ci-

śnienia osmotycznego w komórce, co uniemożliwia rozwój mikroflory. Duże zasolenie

stwarza możliwość rozwoju halofili (organizmy żyjące w warunkach znacznego zasole-

nia, np. w wodach posiadających 50–200 promili soli).

Koncentracja cukru powyżej 60% powoduje bardzo duże zwiększenie ciśnienia osmo-

tycznego i działa odwadniająco na komórki drobnoustrojów (podobnie jak solenie). Do-

datek cukru do żywności w ilości zapewniającej jego stężenie 25–35-procentowe w śro-

dowisku wodnym skutecznie hamuje rozwój większości bakterii, natomiast aby zaha-

mować rozwój drożdży, należy zwiększyć stężenie cukru aż do ok. 65%, a w przypadku

pleśni nawet do ok. 75–80%. Wysokie ciśnienie osmotyczne stwarza warunki dla rozwo-

ju osmofili. Są to drobnoustroje odporne na wysokie ciśnienie osmotyczne.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

9

3. Metody chemiczne utrwalania żywności

Chemiczne metody utrwalania żywności mają charakter pomocniczy w stosunku do

podstawowych metod utrwalania. Ważnym warunkiem jest z jednej strony skuteczność

utrwalania, a z drugiej obojętność środka konserwującego, a więc brak szkodliwości dla

organizmu ludzkiego, a także brak wpływu na cechy organoleptyczne produktu. Sub-

stancje te nie mogą być stosowane w celu zamaskowania wad produktu. Producent zo-

bowiązany jest poinformować konsumenta, iż produkt został utrwalony za pomocą sub-

stancji chemicznych. Do chemicznych środków konserwujących zalicza się takie związki,

które wywołują efektywne utrwalanie żywności już przy użyciu stosunkowo małych

dawek, nieprzekraczających na ogół 0,1–0,2%, a niekiedy jeszcze znacznie mniejszych.

Do chemicznego utrwalania żywności mogą być stosowane substancje zapobiegające

zmianom mikrobiologicznym. Są to substancje konserwujące i przeciwutleniacze.

Konserwanty, inaczej środki konserwujące, to związki chemiczne (lub mieszanina

związków chemicznych), które powodują przedłużenie przydatności do spożycia lub

trwałości produktów spożywczych i przemysłowych. Mechanizm działania konserwan-

tów na drobnoustroje jest bardzo różny, mogą one blokować układ enzymatyczny drob-

noustrojów, niszczyć półprzepuszczalny charakter błon komórkowych lub też niszczyć

materiał genetyczny drobnoustrojów.

W Polsce są dozwolone następujące konserwanty:

Roztwór wodny lub gazowy dwutlenku siarki, który jest stosowany do utrwalania

półprzetworów owocowych (wsady owocowe, przeciery, soki). Coraz powszech-

niej wycofywany z użycia, zastępowany innymi środkami chemicznymi lub inny-

mi metodami (pasteryzacja, zamrażanie). Podczas przetwarzania półprzetworów

na gotowe wyroby dwutlenek siarki usuwa się z produktu, lecz pewna jego część

pozostaje w wyrobach gotowych. Dwutlenek siarki wstrzymuje rozwój bakterii,

drożdży i pleśni.

Kwas benzoesowy (wsady owocowe), który jest słabo rozpuszczalny w wodzie i

w związku z tym częściej używa się dobrze rozpuszczalną w wodzie sól sodową

benzoesan sodu.

Kwas mrówkowy (wędzone ryby, soki owocowe), który hamuje rozwój drożdży i

pleśni.

Kwas sorbowy i jego sole (sery, margaryny), które działają hamująco na rozwój

drożdży i pleśni.

Azotan sodu, azotan potasu, np. do mięsa.

Kwas sorbinowy i sorbiniany, kwas propionowy i propionian sodu, np. do chleba.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

10

Przeciwutleniacze to grupa związków chemicznych, które same występując w ma-

łych stężeniach (w porównaniu z substancją podlegającą utlenianiu), wstrzymują lub

opóźniają proces utleniania tej substancji.

Przykładowe przeciwutleniacze stosowane w przemyśle spożywczym:

kwas askorbinowy (mleko w proszku, owoce, warzywa),

kwas izoaskorbinowy (stosowany do mięs przy peklowaniu).

Żywność można utrwalać także za pomocą kwasów organicznych. Czynnikiem kon-

serwującym, np. w marynowanych owocach i warzywach, jest kwas octowy lub winny

dodany do przetworów, często z domieszką kwasu mlekowego. Marynaty dodatkowo

utrwala się za pomocą pasteryzacji.

Utrwalanie żywności można prowadzić także z zastosowaniem kwasów nieorganicz-

nych, jednak w bardzo ograniczonym zakresie. Sprowadza się ono w praktyce do za-

kwaszania, a tym samym i utrwalania różnych napojów chłodzących, zwykłych i gazo-

wanych przez dodanie do nich kwasu fosforowego lub dwutlenku węgla (np. słodkie

napoje gazowane). Skutecznie obniżają one pH środowiska i hamują, czy nawet unie-

możliwiają, rozwój bakterii i drożdży.

Dwutlenek węgla stosuje się do różnych napojów gazowanych. W roztworach alkoholo-

wych wysyconych dwutlenkiem węgla dodatkowo działanie konserwujące jest wzmoc-

nione obecnym w produkcie alkoholem.

W technologii żywności do chemicznych metod utrwalania żywności zalicza się również

peklowanie i wędzenie.

Peklowanie polega na poddaniu mięsa działaniu mieszanki peklującej, w skład której

wchodzą sól, saletra, nitryt, cukier, kwas askorbinowy oraz inne składniki. Proces pe-

klowania przeprowadza się metodą na sucho, na mokro i mieszaną. Mięso peklowane

odznacza się charakterystyczną różową

barwą, utrzymującą się po ugotowaniu,

przyjemnym smakiem oraz aromatem.

Wędzenie to specyficzny rodzaj utrwala-

nia mięsa, w którym produkt poddaje się

działaniu ciepła i związków chemicznych

zawartych w tzw. dymie wędzarniczym

otrzymanym podczas spalania drewna.

Obecnie do wędzenia żywności stosuje się

powszechnie gotowe preparaty dymu wę-

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

11

dzarniczego. Fenole i aldehydy znajdujące się w dymie wnikają w głąb produktu, spo-

walniają zachodzące w nim procesy autolityczne oraz działają bakteriobójczo na mikro-

florę. W czasie wędzenia powierzchnia produktu obsycha, a na niej osiadają składniki

dymu, tworząc warstwy silnie nasycone o intensywnej barwie, zapachu i połysku. Z

technologicznego punktu widzenia rozróżnia się wędzenie zimne w temperaturze 16–

22°C, ciepłe w temperaturze 22–40°C i gorące w temperaturze 45°C. Wędzenie stosuje

się do mięsa, ryb, sera. Do niektórych gatunków mięsa i wyrobów mięsnych np. szynki,

boczku, kiełbasy polskiej, polędwicy, ryb, stosuje się wędzenie zimne.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

12

4. Metody biologiczne utrwalania żywności

Metody biologiczne utrwalania żywności polegają na zastosowaniu procesów fermenta-

cyjnych, np. fermentacja kwasu mlekowego jest wykorzystywana głównie do kiszenia

kapusty, ogórków, fermentowanych napojów mlecznych oraz w produkcji twarogów i

serów.

Do metod biologicznych utrwalania żyw-

ności zaliczamy kiszenie. Wykorzystuje się

tu fermentację mlekową, głównie podczas

produkcji mlecznych napojów fermento-

wanych, tj. kefiru, jogurtu, oraz do ukwa-

szania kapusty czy ogórków. Czynnikiem

utrwalającym podczas kiszenia jest kwas

mlekowy wytwarzany przez bakterie kwa-

su mlekowego z cukru znajdującego się w

produkcie. Oprócz bakterii kwasu mleko-

wego w procesie kiszenia biorą czasem

udział inne bakterie oraz drożdże wytwarzające alkohol. Trwałość produktów kiszonych

uzyskuje się przy pH poniżej 3,5. Powstający w czasie fermentacji mlekowej kwas mle-

kowy chroni produkt przed gniciem, nie zabezpiecza natomiast przed pleśnieniem. Ki-

szonki należy chronić przed rozwojem pleśni przez odcięcie dostępu tlenu i stosowanie

możliwie niskiej temperatury przechowywania, najlepiej poniżej 10°C.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

13

5. Metody niekonwencjonalne utrwalania żywności

Metody niekonwencjonalne utrwalania

żywności to metody nietypowe, z reguły

nowoczesne, z wykorzystaniem najnow-

szych urządzeń technicznych. Przykłado-

wo są to metody wykorzystujące do

utrwalania żywności promieniowanie

jonizujące, promieniowanie nadfioletowe,

drgania dźwiękowe i naddźwiękowe, wy-

sokie ciśnienie, pulsujące pole magne-

tyczne, pulsujące pole elektryczne, pulsu-

jące światło, pakowanie w modyfikowanej

atmosferze i warunkach aseptycznych. Metody niekonwencjonalne znalazły zastosowa-

nie do utrwalania surowych soków owocowych, a najpowszechniej podczas próżniowe-

go pakowania żywności, np. mięsa i przetworów mięsnych.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

14

6. Metody skojarzone utrwalania żywności

W praktyce trudno jest znaleźć produkt spożywczy całkowicie trwały, tj. całkowicie za-

bezpieczony przed ujemnym oddziaływaniem różnych czynników destrukcyjnych, jak

enzymy, drobnoustroje, różne skażenia, szkodniki zewnętrzne itd. Trudno jest także

znaleźć produkt spożywczy, który swą trwałość zawdzięczałby tylko jednemu z czynni-

ków zabezpieczających go przed psuciem. Czynników zabezpieczających produkt jest

zwykle kilka, co w znakomity sposób podwyższa gwarancję jego bezpieczeństwa zdro-

wotnego. W produkcji żywności stosuje się powszechnie skojarzone lub kombinowane

metody utrwalania żywności.

Skojarzone lub kombinowane metody utrwalania żywności to metody, w których wy-

korzystuje się nie jeden czynnik utrwalający, np. oziębienie, ogrzewanie, odwodnienie,

zakwaszanie itd. Czynniki te mogą występować jednocześnie bądź następować po sobie,

stanowiąc kolejne bariery, przeciwdziałające szkodliwemu działaniu drobnoustrojów i

innych czynników destrukcyjnych. Metoda kombinowana, nazywana też technologią

płotków, daje dobre wyniki w utrwalaniu żywności, gdyż wykorzystuje się w niej bardzo

skuteczne sumaryczne działanie wielu czynników konserwujących, z których każdy od-

dzielnie nie jest w stanie zagwarantować pożądanej trwałości i jakości żywności.

Przykładowo w produktach typu przeciery owocowe, typowe powidła poza wysokim

ciśnieniem osmotycznym i obniżoną aktywnością wody w utrwalaniu produktu współ-

działają jony wodorowe, w pewnym stopniu produkty rozkładu cukru, a dodatkowo

bardzo istotny jest czynnik termiczny, działający w czasie zagęszczania i podczas paste-

ryzacji.

Technologia żywności dysponuje obecnie znaczną ilością różnorodnych metod utrwala-

nia, w których wykorzystuje się różne czynniki konserwujące, np. różny stopień zagęsz-

czenia lub wysuszenia, aż do niemal całkowitego odwodnienia produktu, zestaw środ-

ków chemicznych obejmujący nie tylko różne rodzaje konserwantów, lecz także całe

grupy związków utrwalających oraz wpływających na cechy smakowo-zapachowe, jak

np. przy wędzeniu.

Skojarzone metody utrwalania żywności kryją w sobie duże potencjalne możliwości w

zakresie doskonalenia technologii utrwalania żywności.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

15

7. Dobór metod utrwalania żywności

Podstawowym celem utrwalania żywności jest utrzymanie żywności w stanie możliwie

niezmienionym pod względem cech organoleptycznych, tj.: struktury, smaku, zapachu

oraz zachowania wartości odżywczej. Na dobór odpowiednich metod utrwalania żywno-

ści mają wpływ m.in. następujące czynniki: rodzaj utrwalanego środka spożywczego,

długość okresu składowania, warunki przechowywania.

O skutecznym utrwalaniu żywności decydują trzy główne procesy: biochemiczny, mi-

krobiologiczny i chemiczny. Wszystkie te procesy zależą od temperatury i związane są z

danym środowiskiem żywnościowym, w którym zawarte są określone składniki odżyw-

cze oraz woda. W praktyce przemysłowej okazało się, że najistotniejszym czynnikiem

warunkującym skuteczne utrwalanie żywności jest czynnik mikrobiologiczny. Wyelimi-

nowanie działalności drobnoustrojów przez stosowanie określonych metod utrwalania

skutecznie hamuje procesy biochemiczne. Przebieg reakcji chemicznych zależy od me-

tod utrwalania żywności oraz temperatury i warunków składowania utrwalonych pro-

duktów.

Zatem sposoby utrwalania żywności można rozpatrywać z punktu widzenia udziału

drobnoustrojów w niepożądanym kierunku oddziaływania na żywność, która jest ich

środowiskiem bytowania.

Z tego względu metody utrwalania żywności można podzielić na trzy rodzaje:

metody związane z osłabieniem lub uniemożliwieniem rozwoju drobnoustrojów

przez wpływ na ich środowisko bytowania, np. siarkowanie suszonych owoców ,

metody związane ze zniszczeniem drobnoustrojów w środowisku, np. sterylizacja

mleka,

metody związane z mechanicznym usunięciem drobnoustrojów ze środowiska,

np. baktofugacja mleka.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

16

8. Wpływ stosowanych metod utrwalania na jakość żywności

W procesie utrwalania, a następnie przechowywania utrwalonej żywności, zachodzi

wiele przemian. Najlepszą metoda utrwalania żywności jest ta, która ogranicza do mi-

nimum skutki działania czynników obniżających jakość i pozwala uzyskać produkt o

jakości zbliżonej do surowca wyjściowego. Najbardziej wartościowymi z punktu widze-

nia jakości metodami utrwalania żywności są mrożenie, kiszenie, liofilizacja i pasteryza-

cja (mrożonki, kiszona kapusta, ogórki, liofilizowane owoce, przyprawy, pasteryzowane

mleko itd.). Pozwalają one na zachowanie w dużym stopniu wartości odżywczej prze-

tworu, pod warunkiem przestrzegania metod utrwalania i warunków przechowywania

utrwalanej żywności.

W utrwalonej żywności mogą zachodzić następujące zmiany:

przemiany wpływające na barwę naturalnych barwników żywności, np. zmiana

barwy wiśni w dżemie wiśniowym,

przemiany chemiczne witamin prowadzące do obniżenia wartości biologicznej

żywności, np. utlenianie witamin,

nieenzymatyczne brązowienie żywności poddanej działaniu podwyższonej tem-

peratury,

nieenzymatyczne brązowienie żywności poddanej długotrwałemu przechowy-

waniu w środowisku o niskiej zawartości wody,

utlenianie tłuszczów mające wpływ na zapach i smak żywności,

zmniejszenie ilości wody w produktach,

ograniczenie lub zahamowanie działalności drobnoustrojów,

ograniczenie lub zahamowanie działalności enzymów,

zniszczenie pierwotnego kształtu,

zmiana wartości organoleptycznych.

Bardzo ważne jest, aby schłodzenie surowców żywnościowych, w których zachodzą

jeszcze procesy biologiczne, nastąpiło jak najszybciej, gdyż procesy te prowadzą z reguły

do niekorzystnych zmian barwy, zapachu, struktury i konsystencji oraz innych cech or-

ganoleptycznych, a także do wydzielania się ciepła i samozagrzewania.

Zmiany w żywności podczas zamrażania zależą od takich czynników, jak rodzaj żywno-

ści, obróbka wstępna i opakowanie, szybkość zamrażania, temperatura końcowa zamra-

żania czy technika zamrażania.

Same zmiany można podzielić ze względu na ich charakter na: fizyczne, chemiczne, en-

zymatyczne i mikrobiologiczne.

Projekt „Model systemu wdrażania i upowszechniania kształcenia na odległość w uczeniu się przez całe życie”

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy sporządzania potraw i napojów

17

Bibliografia

Literatura obowiązkowa

Dłużewski M., Dłużewska A., Technologia żywności, cz. 2, WSiP, Warszawa 2008.

Kmiołek A., Technologia gastronomiczna, cz. 1–3, WSiP, Warszawa 2010.

Konarzewska M., Zielonka B., Konarzewska-Sokołowska M., Technologia gastronomiczna

z towaroznawstwem, cz. 1–2, Wydawnictwo Rea, Warszawa 2003.