ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ 1 Α. ΔΑΡΡΑΣ
Τι ονομάζεται αλλοίωση; 2 Τα τρόφιμα από τη στιγμή της παραγωγής τους (συγκομιδή, σφαγή και αλίευση) υπόκεινται σε προοδευτική μεταβολή των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων τους. Η ταχύτητα και το είδος αυτής της μεταβολής εξαρτώνται τόσο από τη σύσταση των τροφίμων, όσο και από διάφορους άλλους παράγοντες Όταν η αλλοίωση προχωρήσει αρκετά, έχουμε μεταβολές, που εύκολα διαπιστώνονται και οργανοληπτικά, όπως π.χ. από τη μεταβολή του χρώματος, την αλλαγή της υφής, την ανάπτυξη ανεπιθύμητων οσμών και γεύσεων.
Αίτια που προκαλούν αλλοιώσεις 3 Μικροοργανισμοί Ένζυμα Έντομα και ακάρεα Τρωκτικά και άλλα ζώα
Αίτια που προκαλούν αλλοιώσεις Θερμοκρασία (συνέχεια) 4 Υγρασία Αέρας (οξυγόνο) Φως Χρόνος
Μικροοργανισμοί (βακτήρια, ζυμομύκητες, κτλ.) Βρίσκονται παντού (έδαφος, αέρα, νερό κλπ.). Το μέγεθος των ποικίλλει και αυξάνεται κατά σειρά βακτήρια, ζυμομύκητες, ευρωτομύκητες. Η μεγαλύτερη διάσταση τους είναι της τάξεως των λίγων μικρών (μ). 5
6 Οι μικροοργανισμοί προσβάλλουν όλα τα θρεπτικά συστατικά των τροφίμων: Υδρολύουν το άμυλο και τη κυτταρίνη και ζυμώνουν τα απλά σάκχαρα. Υδρολύουν τα λίπη και έλαια. Προσβάλλουν τις πρωτεΐνες και παράγουν οσμές σήψεως και αμμωνίας. Παράγουν οξέα από τη διάσπαση συστατικών των τροφίμων και προκαλούν ξύνισμα σε αυτά. Παράγουν αέρια και προκαλούν αφρισμό στα τρόφιμα. Προκαλούν ανεπιθύμητους μεταχρωματισμούς στα τρόφιμα. Παράγουν τοξίνες, που, όταν καταναλωθούν μαζί με τα τρόφιμα, προκαλούν τροφικές δηλητηριάσεις.
Ένζυμα 7 Καταλύουν χημικές αντιδράσεις που γίνονται στο ζωντανό κύτταρο. Μετά τη παραγωγή των τροφίμων τα ένζυμα, που υπάρχουν σε αυτά, εξακολουθούν να δρουν και να καταλύουν χημικές αντιδράσεις (συνήθως, με μεγαλύτερη ένταση, γιατί μετά τη παραγωγή χάνεται ο ρυθμιστικός έλεγχος των ενζυμικών αντιδράσεων, που προϋπήρχαν στο ζωντανό φυτικό ή ζωικό κύτταρο).
Ιδιαίτερα καταστρεπτικά στα σιτηρά, φρούτα και λαχανικά, όταν τα προϊόντα αυτά βρίσκονται στα χωράφια και τις αποθήκες. Έντομα και ακάρεα 8 Ανοίγουν δρόμους για εύκολη μόλυνση των τροφίμων από μικροοργανισμούς.
Τρωκτικά και άλλα ζώα 9 Καταναλώνουν απευθείας τα τρόφιμα. Μεγαλύτερη, όμως, ζημιά προκαλείται σε αυτά από τις ακαθαρσίες, που αφήνουν σε αυτά, γιατί περιέχουν είδη βακτηρίων, που προκαλούν ασθένειες.
Θερμοκρασία 10 Είναι γνωστό, ότι για αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10 C η ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων, περίπου, διπλασιάζεται. Αυτό ισχύει για τις χημικές αντιδράσεις και με ορισμένους περιορισμούς και για τις ενζυμικές αντιδράσεις. Όμως η γενίκευση της αρχής, ότι δηλαδή στις χαμηλές θερμοκρασίες η συντήρηση των τροφίμων είναι πάντοτε καλύτερη και τόσο καλύτερη, όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία δεν είναι γενικά σωστή. Λίγα τρόφιμα ήδη από τη θερμοκρασία των 10οC και κάτω αρχίζουν να υφίστανται ζημιές (π.χ. τροπικά φρούτα κλπ.)
Υγρασία (% περιεκτικότητα σε νερό) 11 Είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες για την αλλοίωση των τροφίμων. Υψηλή υγρασία διευκολύνει τις χημικές και ενζυμικές αντιδράσεις και την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Τρόφιμα με υψηλό ποσοστό υγρασίας, όπως π.χ. φρούτα, λαχανικά, είναι ευαλλοίωτα, ενώ τρόφιμα με χαμηλό ποσοστό υγρασίας, όπως π.χ. σιτηρά, ξηροί καρποί, διατηρούνται για μακρό χρονικά διάστημα σχεδόν αναλλοίωτα.
Αέρας και οξυγόνο 12 Έχουν καταστρεπτική επίδραση σε: Ορισμένες βιταμίνες (κυρίως Α και C) Χρωστικές ύλες Αρωματικές ύλες Άλλα συστατικά των τροφίμων
Καταστρέφει: Ορισμένες βιταμίνες (κυρίως ριβοφλαβίνη, Α και C) Τις περισσότερες χρωστικές ύλες των τροφίμων Συντελεί στην οξείδωση των λιπαρών υλών Προκαλεί ορισμένες μεταβολές των πρωτεϊνών. Φως 13
Χρόνος 14 Για τη πλειονότητα των τροφίμων ο χρόνος εργάζεται εναντίον της ποιότητας τους. Όλα τα αίτια αλλοιώσεως των τροφίμων, που αναφέρθηκαν πιο πάνω, προκαλούν τόσο μεγαλύτερη ζημιά στα τρόφιμα, όσο πιο πολύς χρόνος αφήνεται σε αυτά να δράσουν.
ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ 15
16 Παραγωγή τροφίμων Γεωργία Κτηνοτροφία Αλιεία Συγκομιδή Σφαγή Αλίευση Φυτικά Προϊόντα Ζωικά Προϊόντα Ζωικά Προϊόντα ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
Επεξεργασία Τροφίμων 17 Είναι όλες εκείνες οι εργασίες που γίνονται στα τρόφιμα μετά τη παραγωγή τους (συγκομιδή, σφαγή, ψάρεμα) για τη συντήρησή ή μετατροπή τους από μια μορφή σε μια άλλη.
Αντικειμενικοί σκοποί επεξεργασίας 18 Συντήρηση ευαλλοίωτων τροφίμων (π.χ. φρούτων, λαχανικών, κρέατος, ψαριών κλπ.) Εξαγωγή τροφίμων ή θρεπτικών υλών από γεωργικά προϊόντα (π.χ. αλεύρι, λάδι, ζάχαρη κλπ.) Μετατροπή γεωργικών προϊόντων σε άλλα προϊόντα πιο κατάλληλα για τη κατανάλωση (π.χ. κρασί, μπύρα, ψωμί, μακαρόνια, έτοιμα φαγητά κλπ.)
Μέθοδοι (φυσικά, χημικά και βιολογικά μέσα) 19 Ξήρανση ή αφυδάτωση συμπύκνωση Χαμηλές θερμοκρασίες (ψύξη - κατάψυξη) Θερμική επεξεργασία (παστερίωση-αποστείρωση) Ζύμωση Προσθήκη ουσιών Ακτινοβόληση με ιονίζουσα ακτινοβολία Ειδικές μέθοδοι και μηχανικές μέθοδοι
20 ΧΑΜΗΛΕΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ
Ψύξη-Κατάψυξη 21 Ψύξη Από το σημείο πήξεως του νερού των τροφίμων (-0,6 ως -18οC) ως περίπου τους 10οC. *Εμπορική ψύξη (7 ως 4οC ή χαμηλότερα) Κατάψυξη Από το σημείο πήξεως του νερού των τροφίμων και κάτω. *Εμπορική κατάψυξη (-10 ως -18οC ή χαμηλότερα)
Επίδραση ψύξης 22 Εκτός ευνοϊκής περιοχής θερμοκρασίας ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Άρα μείωση του ρυθμού ανάπτυξης ή παρεμπόδιση ανάπτυξης. Μείωση της ταχύτητας των χημικών και βιοχημικών αντιδράσεων (υποδιπλασιασμός για κάθε 10 ο C).
Ψύξη Πάγωμα (προσθήκη πάγου) Ψύξη χώρου (με κυκλοφορία αέρα) Γρήγορες μέθοδοι ψύξης με αέρα Υδρόψυξη Ψύξη με τη δημιουργία κενού (1% νερού -5 ο C) 23
Συνθήκες ψύξης Θερμοκρασία ψυκτικού χώρου (+1 ο C). 24 Κυκλοφορία αέρα και υγρασία του (80-95%). Σύσταση ατμόσφαιρας στο ψυκτικό χώρο (αεροστεγής).
Αλλοιώσεις κατά την ψύξη Μείωση ζαχάρων Μείωση βιταμινών Μεταβολή χρώματος Μεταβολή γεύσης Διαρροή αμμωνίας (αποχρωματισμός, μαλάκωμα) Εναλλαγή οσμών 25
ΚΑΤΑΨΥΞΗ Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση των ουσιών τόσο χαμηλότερο το σημείο πήξης. 26
Ελεύθερο και δεσμευμένο νερό Το ελεύθερο διατηρεί τις φυσικοχημικές ιδιότητες του καθαρού νερού. 27 Το δεσμευμένο δεν πήζει πριν η θερμοκρασία του τροφίμου πέσει κάτω από τους -20 ο C. Για καλά αποτελέσματα πρέπει να πήξει όλο.
Μέγεθος κρυστάλλων πάγου Μεγάλοι κρύσταλλοι προκαλούν μηχανικές βλάβες στο τρόφιμο. 28 Το μέγεθος καθορίζεται από την ταχύτητα ψύξης. Διακύμανση της θερμοκρασίας αυξάνει το μέγεθος.
Μέθοδοι κατάψυξης 29 Στον αέρα Σε ακίνητο αέρα (-23 ως -30οC) Σε έντονο ρεύμα αέρα (-23 ως -45οC). Σε ρευστοποιημένο στρώμα Με έμμεση επαφή με το ψυκτικό μέσο Απλή επαφή (1-2h, πάχος 3,5-5cm) Διπλή επαφή Άμεση εμβάπτιση στο ψυκτικό μέσο Υγρά χαμηλού σημείου πήξης (διαλύματα ζάχαρης, άλμης, γλυκερίνης) (<- 18οC). Κρυογόνα υγρά (υγρό άζωτο, CO2) (-195,5οC, -79οC) (1-3min).
Έγκαυμα κατάψυξης ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΚΑΤΑΨΥΞΗΣ 30 Μικροοργανισμοί Ένζυμα Πρωτεΐνες και λιπαρές ύλες
ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΠΟΨΥΞΗ Μεταβολές στα συστατικά των τροφίμων 31 Έναρξη ανάπτυξης μικροοργανισμών. Έναρξη δράσης ενζύμων.
32 ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ
33 Αποστείρωση Παστερίωση Ζεμάτισμα Μαγείρεμα
Αποστείρωση 34 Η αποστείρωση είναι μια έντονη θερμική επεξεργασία στην οποία υποβάλλονται όλα τα χαμηλής οξύτητας τρόφιμα. Καταστρέφονται όλοι εκείνοι, οι μικροοργανισμοί ή οι σπόροι τους, που αν παράμεναν ζωντανοί, θα μπορούσαν: Να θέσουν σε κίνδυνο την υγεία του καταναλωτή. Να προκαλέσουν σημαντική οικονομική ζημιά από την αλλοίωση, που θα προκαλούσαν στα κονσερβοποιημένα τρόφιμα.
Αποστείρωση (συνέχεια) Μπορεί να επιζήσουν σπόροι μερικών ειδών μικροοργανισμών που είναι πιο θερμοανθεκτικοί από εκείνους, που καταστράφηκαν. 35 Όμως αυτοί λόγω, κυρίως, των θερμοκρασιών, που τα κονσερβοποιημένα τρόφιμα θα αποθηκευθούν και θα διακινηθούν (συνήθως κάτω των 30 o C) δεν μπορούν να αναπτυχθούν και έτσι δεν αλλοιώνουν το περιεχόμενο των κονσερβών.
Παστερίωση Η παστερίωση είναι μια ηπιότερη θερμικά επεξεργασία. Καταστρέφονται βλαστικές μορφές μικροοργανισμών, μεταξύ των οποίων όλοι οι παθογόνοι μικροοργανισμοί. Επιζούν οι μικροοργανισμοί εκείνοι που είναι πιο θερμοανθεκτικότεροι από αυτούς, που καταστράφηκαν. 36
Παστερίωση (συνέχεια) 37 Στα τρόφιμα που υπέστησαν παστερίωση, οι μικροοργανισμοί είτε δεν μπορούν να αναπτυχθούν εξαιτίας: Του pη των τροφίμων (π.χ. χυμοί φρούτων) Δυσμενών συνθηκών (π.χ. διατήρηση παστεριωμένου γάλακτος υπό ψύξη).
Ζεμάτισμα 38 Το ζεμάτισμα είναι ήπια θερμική επεξεργασία. Γενικά εφαρμόζεται στα φρούτα και λαχανικά με σκοπό κυρίως τα: Αδρανοποίηση των ενζύμων Μαλάκωμα ιστών Απομάκρυνση του αέρα από τους μεσοκυττάριους χώρους. Ενδεχομένως να καταστρέφονται και ορισμένοι μικροοργανισμοί. Το ζεμάτισμα είναι συνηθισμένη πράξη, όταν τα παραπάνω τρόφιμα πρόκειται να συντηρηθούν με κατάψυξη, γιατί η δράση των ενζύμων δεν αναστέλλεται ολοκληρωτικά στα κατεψυγμένα τρόφιμα.
Μέσα συσκευασίας Γυάλινα δοχεία 39 Λευκοσιδηρά δοχεία Αλουμινένια δοχεία Πλαστικά δοχεία Χάρτινοι περιέκτες
Πορεία κονσερβοποίησης Προκαταρκτικές προετοιμασίες (π.χ. καθαρισμός από ξένες ύλες). Προετοιμασία για κονσερβοποίηση (π.χ. ταξινόμηση κατά μέγεθος). Ζεμάτισμα. Αποφλοίωση και εκκόκκιση. Γέμισμα. Γέμισμα. Απαέρωση. Πωμάτισμα. Θερμική επεξεργασία. Ψύξη. Επισήμανση. 40
Χρόνος/Θερμοκρασία Παστερίωση: Θανάτωση της βλαστικής μορφή του πιο θερμοάντοχου παθογόνου ή άλλου μικροοργανισμού. 41 Αποστείρωση: Θανάτωση του σπόρου του πιο θερμοάντοχου παθογόνου ή άλλου μικροοργανισμού.
Χρόνος θερμικού θανάτου 42 Είναι ο ελάχιστος χρόνος για τη θανάτωση συγκεκριμένου μικροοργανισμού σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Επηρεάζεται από: Υγρασία του τροφίμου. ph τροφίμου. Σύσταση τροφίμου. Αρχικός πληθυσμός μικροοργανισμών. Άλλα χαρακτηριστικά (κληρονομικότητα, περιβάλλον ανάπτυξης, κ.τ.λ.)
Θερμική διείσδυση Υλικό, σχήμα και μέγεθος μέσου συσκευασίας. Σύσταση τροφίμου. Διαφορά θερμοκρασίας τροφίμου αποστειρωτήρα. Κίνηση ή όχι των κονσερβών. Μάζα τροφίμου με δεδομένο όγκο. 43
44 ΖΥΜΩΣΕΙΣ
Δράση των μικροοργανισμών 45 Ευνοείται η ανάπτυξη ορισμένων μικροοργανισμών, που με τα ένζυμα ή τις ενώσεις που παράγουν, προκαλούν (κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες) τη διάσπαση των υδατανθράκων-πρωτεϊνών-λιπιδίων των τροφίμων και παράγουν τα τελικά προϊόντα ζύμωσης (π.χ. αιθυλική αλκοόλη, οξεικό οξύ, γαλακτικό οξύ, κ.α.)
Σκοπός ζύμωσης 46 Συντήρηση Δημιουργία ιδιαίτερου αρώματος
Πλεονεκτήματα Χρησιμοποιεί ήπιες συνθήκες επεξεργασίας οι οποίες διατηρούν ή και βελτιώνουν τη θρεπτική αξία των νέων προϊόντων Παράγονται νέα προϊόντα με χαρακτηριστική γεύση και άρωμα Χαμηλό κόστος επένδυσης για δημιουργία μονάδων ζύμωσης 47
Απαραίτητες συνθήκες για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών 48 Πρώτη ύλη (περιεκτικότητα σε σάκχαρα) ph (για την ανάπτυξη των ζυμών) Ο 2 (για την ανάπτυξη των ζυμών) Θερμοκρασία (Έλεγχος ρυθμού και διαδικασίας ζύμωσης). Ευνοϊκές θερμοκρασίες 20-35 C Αλάτι (για τη μείωση της υγρασίας) Προσθήκη ζυμών (για την έναρξη της ζύμωσης)
Αλκοολική Κατηγορίες ζυμώσεων Αποδόμηση των σακχάρων για την παραγωγή αλκοόλ Saccharomyces σε αφθονία Ο2 Χωρίς καλλιέργειες εκκίνησης Παράγωγα: Κρασί, μπίρα, ουίσκι, ψωμί Οξεική Αποδόμηση του αλκοόλ παρουσία Ο2 Acetobacter παρουσία οξυγόνου Παράγωγα: Ξύδι Γαλακτική Αποδόμηση των σακχάρων από τα γαλακτικά βακτήρια Lactobacillus μερικώς αναερόβιες συνθήκες Καλλιέργειες εκκίνησης Παράγωγα: Τουρσιά, Βρώσιμες ελιές σε αλάτι, ζυμούμενα προϊόντα γάλακτος (γιαούρτι, τυριά, αλλαντικά αέρος 49
Πρώτη ύλη: Γαλακτική ζύμωση Γάλα παραγωγή γιαουρτιού, τυριών όπως η φέτα κλπ Παστερίωση του γάλακτος Προσθήκη γαλακτικών βακτηρίων Επώαση σε κατάλληλες συνθήκες Ελιές παραγωγή πράσινης ελιάς σε άλμη Ξεπίκρισμα Τοποθέτηση σε άλμη χωρίς προσθηκη ζυμών Κρέας παραγωγή αλλαντικών αέρος Ανάμειξη των κρεάτων με λίπος και προσθήκη συντηρητικών Προσθήκη βακτηρίων και επώαση σε κατάλληλες συνθήκες Τουρσιά λαχανικών 50
Πρώτη ύλη: Αλκοολική ζύμωση Κριθάρι, βύνη Παράγεται η μπύρα και το ουϊσκι Διαβροχή της πρώτης ύλης Θέρμανση Προσθήκη ζυμών (μαγιάς) Φιλτράρισμα και ψύξη Σταφύλια Αποράγιση Πάτημα των σταφυλιών και παραγωγή του γλεύκους Ζύμωση σε συνθήκες αέρα Προσθήκη θειώδους 51
Πρώτη ύλη: Οξική ζύμωση Κρασί Παραγωγή ξυδιού Τοποθέτηση κρασιού σε ρεύμα αέρα Προσθήκη βακτηρίων που ευνοούν την οξική ζύμωση Παραγωγή ξυδιού σε δεξαμενές ελεγχόμενων συνθηκών 52
Αλλοίωση ζυμωμένων τροφίμων Αποκλεισμός αέρα. 53 Αποθήκευση σε ψυχρό χώρο. Θερμική επεξεργασία.
54 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΟΥΣΙΩΝ
55 Σκοπός 1. Παρεμπόδιση της ανάπτυξης μικροοργανισμών 2. Βελτίωση τελικού προϊόντος στη γεύση ή/και την οσμή 3. Διατηρησιμότητα 4. Αλλαγή χρώματος
Πρόσθετα Τροφίμων 56 Πρόσθετα τροφίμων καλούνται οι ουσίες, οι οποίες συνήθως δεν καταναλώνονται μόνες τους ως τρόφιμα, είτε έχουν θρεπτική αξία είτε όχι, και οι οποίες προστίθενται στα τρόφιμα για τεχνολογικούς λόγους. Η προσθήκη τους, κατά τα διάφορα στάδια της παραγωγής, μεταποίησης, παρασκευής, κατεργασίας, συσκευασίας και μεταφοράς, αποσκοπεί στη βελτίωση της παραγωγής, της εμφάνισης και της συντήρησης των τροφίμων.
57 Οι χρησιμοποιούμενες πρόσθετες ύλες τροφίμων στις χώρες της ΕΕ αναγράφονται υποχρεωτικά στη συσκευασία των τροφίμων. Επειδή όμως οι ονομασίες τους είναι πολλές φορές πολυσύλλαβες, χρησιμοποιούνται συχνά περισσότερες της μιας πρόσθετες ύλες και οι ονομασίες τους διαφέρουν στις χώρες της ΕΕ, έχει αποφασιστεί η κωδικοποίησή τους.
58 Γνωστές ουσίες που χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα: Ζάχαρη (μαρμελάδα, λουκούμια, ζαχαρούχο γάλα, κ.α.). Αλάτι (παστά, κ.α.) Συντηρητικές ουσίες SO 2 Cl 2 Βενζοϊκό οξύ & Βενζοϊκό νάτριο Προπιονικό ασβέστιο Σορβικό οξύ
59 Κατωτέρω παρατίθεται η ισχύουσα ταξινόμηση των προσθέτων υλικών τροφίμων: από 100-199 για τις χρωστικές ουσίες. Παράδειγμα αποτελεί το λυκοπένιο (Ε160d). Ανήκει στην ομάδα των καροτενοειδών και έχει ισχυρές αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Απαντάται στις τομάτες, στις οποίες προσδίδει το κόκκινο χρώμα. Από πρόσφατες έρευνες προκύπτει ότι παίζει σημαντικό ρόλο στην πρόληψη του καρκίνου.
Αντιμικροβιακοί παράγοντες με αριθμούς Ε180-290. Εμποδίζουν την ανάπτυξη μικροβίων και άρα παρατείνουν τη διατηρησιμότητα των τροφίμων. Παράδειγμα η χρήση νιτρωδών αλάτων στα αλλαντικά. 60
61 από 200-299 για τις συντηρητικές ουσίες. Παράδειγμα αποτελεί το βενζοϊκό οξύ (Ε210). Χρησιμοποιείται σε μπύρες, μη οινοπνευματώδη αρωματισμένα ποτά, λαχανικά σε ξύδι, μαρμελάδες, ζελέδες, σάλτσες, χαβιάρι κ.α. προϊόντα. από 300-399 για αντιοξειδωτικές ουσίες. Παράδειγμα είναι το ασκορβικό νάτριο (Ε301). Συμβάλλει στην ανάπτυξη του επιθυμητού χρώματος στα αλλαντικά αέρος και εμποδίζει την οξείδωση του λίπους.
από 400-499 για τους γαλακτωματοποιητές, τα πηκτικά μέσα και τους σταθεροποιητές. Παράδειγμα είναι η μονολαυρική πολυοξυαιθυλενοσορβιτάνη (Ε432). Είναι γαλακτωματοποιητής-σταθεροποιητής. Χρησιμοποιείται σε επιδόρπια, σάλτσες, προϊόντα αρτοποιίας, διαιτητικά προϊόντα κ.α. σκευάσματα. 62
63 από 501-540 για τους ρυθμιστές οξύτητας. Παράδειγμα αποτελεί το θειικό αργίλιο (Ε520). Χρησιμοποιείται σε ζαχαρωμένα φρούτα και σε κατεψυγμένα και αφυδατωμένα προϊόντα αυγών. από 620-640 για τους ενισχυτές και τα βελτιωτικά της γεύσης. Παράδειγμα αποτελεί το γλουταμινικό οξύ (Ε620). Είναι βελτιωτικό γεύσης και συναντάται σε σάλτσες, σούπες και προμαγειρευμένα τρόφιμα. Ευρεία χρήση αυτού του οξέος και των αλάτων του γίνεται στην Κίνα, το σχετικό μάλιστα σύνδρομο εκ της εστίασης σε Κινέζικα εστιατόρια έχει γίνει γνωστό ως Σύνδρομο του Πεκίνου.
64 Είναι πάρα πολύ τοξικό, ενώ μπορεί να καταστρέψει το νευρικό σύστημα με αποτέλεσμα ασθένειες όπως Πάρκινσον, Αλτσχάιμερ. Είναι επικίνδυνο για εγκύους, παιδιά, ηλικιωμένους, υπογλυκαιμικούς και καρδιοπαθείς ασθενείς.
65 από 950-970 για τις γλυκαντικές ύλες. Παράδειγμα αποτελεί η ασπαρτάμη (Ε951). Ανακαλύφθηκε το 1969 και προέρχεται από δύο αμινοξέα, το ασπαρτικό οξύ και τη φαινυλαλανίνη. Είναι 200 φορές πιο γλυκιά από τη ζάχαρη και χρησιμοποιείται σε πολλά τρόφιμα και γλυκά ως υποκατάστατο των σακχάρων Έχει συσχετιστεί με καρκινογένεση σε ανθρώπους και πειραματόζωα και με βλάβες του νευρικού συστήματος.
66 Υπολογίζεται ότι κατά άτομο η κατανάλωση συντηρητικών και προσθετικών τροφίμων φθάνει κατά μέσον όρο τα 4-5 κιλά ετησίως. Τα τελευταία χρόνια η χρήση διαφόρων συντηρητικών και προσθέτων τροφίμων αποτελεί αντικείμενο μεγάλων συζητήσεων και διχογνωμιών όσον αφορά τις βραχυπρόθεσμες, αλλά κυρίως τις μακροπρόθεσμες, πιθανές συνέπειες στην υγεία του ανθρώπου και ιδιαίτερα των μικρών παιδιών
Οπωσδήποτε κάποια συντηρητικά είναι απολύτως απαραίτητα για την αναστολή της ανάπτυξης παθογόνων μικροβίων στα τρόφιμα και σίγουρα ορισμένα προσθετικά είναι απολύτως ασφαλή και χρήσιμα για τη Δημόσια Υγεία (π.χ. το ασκορβικό οξύ που χρησιμοποιείται ως αντιοξειδωτικός παράγοντας και είναι ταυτόσημο με τη βιταμίνη C. 67
68 Όμως πολλά προσθετα ενοχοποιούνται για διάφορες βλάβες της υγείας, κυρίως σε παιδιά (υπερκινητικότητα, αλλεργίες, άσθμα, ερυθήματα) και σε ενηλίκους (αλλεργίες, άσθμα, κεφαλαλγίες, ιλίγγους, ταχυσφυγμία, ναυτία, έλκη εντέρου).
Συμπερασματικά, βιομηχανοποιημένα τρόφιμα, όπως μπισκότα, κέικ, σοκολάτες, καραμέλες, παγωτά, έτοιμες σάλτσες κ.α, συστήνεται να αποφεύγονται, κυρίως από τα παιδιά, λόγω της μεγάλης περιεκτικότητάς τους σε συντηρητικά και πρόσθετα τροφίμων, τα οποία είναι συνήθως επιβλαβή για την ανθρώπινη υγεία. 69
70 ΞΗΡΑΝΣΗ-ΣΥΜΠΗΚΝΩΣΗ
ΞΗΡΑΝΣΗ 71 Η ξήρανση των σιτηρών και άλλων σπόρων πάνω στα φυτά και πριν από τη συγκομιδή τους είναι μια φυσική πράξη, που επιτρέπει τη συντήρηση μέχρι την επόμενη εποχή βλαστήσεως. Ο άνθρωπος αντιγράφοντας τη Φύση συντήρησε με ξήρανση και άλλα τρόφιμα, όπως ψάρια και κρέας. Πιθανό, η ξήρανση να είναι η πρώτη μέθοδος συντήρησης των τροφίμων.
72 Τα τρόφιμα συντηρούνται με την ξήρανση γιατί καθώς ελαττώνεται η υγρασία τους κάτω από ορισμένο όριο τότε έχουμε αναστολή της δράσης των μικροοργανισμών και των ενζύμων. Σε ορισμένες περιοχές της Γης είναι η πιο φθηνή μέθοδος απομακρύνσεως του νερού από τα τρόφιμα, γιατί γίνεται με απλή έκθεση των τροφίμων στον αέρα και στον ήλιο.
73 Η ξήρανση με απλή έκθεση των τροφίμων στον αέρα και τον ήλιο παρουσιάζει τα παρακάτω μειονεκτήματα: Απαιτείται μεγάλη έκταση για την έκθεση στον ήλιο των τροφίμων, που πρόκειται να ξηρανθούν. Οι συνθήκες (καιρικές) δεν ελέγχονται. Είναι αργή και όχι κατάλληλη για ορισμένα προϊόντα υψηλής ποιότητας. Δεν κατεβάζει, συνήθως, την υγρασία κάτω από 15%. Τα προϊόντα, που εκτίθενται για ξήρανση, μολύνονται από έντομα, τρωκτικά, κλπ.
74 Για την αποφυγή των παραπάνω μειονεκτημάτων επιδιώχθηκε η απομάκρυνση του νερού των τροφίμων να γίνει με τεχνητά μέσα και σε ελεγχόμενες συνθήκες. Η ξήρανση, που προκαλείται στα τρόφιμα με αυτό τον τρόπο ονομάζεται αφυδάτωση. Σε αυτή έχουμε πολύ μικρές ή σε ιδανικές περιπτώσεις καθόλου άλλες μεταβολές στις ιδιότητες των τροφίμων πλην της απομακρύνσεως του νερού.
ΑΦΥΔΑΤΩΣΗ Αρχικά η αφυδάτωση είχε σαν αποκλειστικό σκοπό τη συντήρηση των τροφίμων. Αργότερα τέθηκαν και άλλοι αντικειμενικοί σκοποί, όπως π.χ. η ελάττωση του βάρους και όγκου των τροφίμων (αφυδάτωση διαφόρων χυμών) και η εύκολη χρησιμοποίηση των αφυδατωμένων προϊόντων από το καταναλωτή (στιγμιαίος καφές, σκόνη γάλακτος κλπ.). Η ξήρανση-αφυδάτωση προκαλεί πάντοτε ελάττωση του βάρους όχι όμως και του όγκου. 75
76 Η μέθοδος που χρησιμοποιείται εξαρτάται κατά κύριο λόγο από: Το είδος του τροφίμου. Την τελική ποιότητα που αναζητείται Το κόστος επεξεργασίας. Διακρίνονται δύο σπουδαίοι παράγοντες, που λαβαίνουν μέρος στην επεξεργασία της αφυδατώσεως: Μετάδοση θερμότητας, που παρέχει την αναγκαία ενέργεια για την εξάτμιση του νερού. Μεταφορά ζεστών υδρατμών από τη μάζα του τροφίμου και την τελική απομάκρυνση του από το τρόφιμο.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα αφυδάτωσης 77 Επιφάνεια Θερμοκρασία Εξάτμιση και θερμοκρασία Ατμοσφαιρική πίεση και το κενό αέρος Ταχύτητα και ξηρότητα αέρα Ιδιότητες του τροφίμου
Πλεονεκτήματα αφυδατωμένων τροφίμων 78 Εκτός από τη συντήρηση, που επιτυγχάνεται με τη ξήρανση-αφυδάτωση των τροφίμων, τα αφυδατωμένα τρόφιμα είναι ακόμη, μικρότερου βάρους και σε πολλές περιπτώσεις μικρότερου όγκου από τα ίδια τρόφιμα, από τα οποία προήλθαν. Αυτό οδηγεί σε μικρότερο κόστος συσκευασίας, μεταφοράς και αποθήκευσης. Πολλά από αυτά καθίστανται έτοιμα προς κατανάλωση απλά με προσθήκη νερού (γάλα, καφές, τσάι, φρούτα).
ΞΗΡΑΝΤΗΡΙΑ 79 Στα ξηραντήρια προσφέρεται περισσότερη θερμότητα από ό,τι απαιτείται θεωρητικά για τη πραγματοποίηση της αφυδατώσεως.
Κάμινοι ξηράνσεως 80 Ο χώρος της καμίνου διαιρείται στα δύο με ένα οριζόντιο χώρισμα, διάτρητο ή που έχει διάκενα. Σε αυτό απλώνεται το τρόφιμο, που θα αφυδατωθεί. Στο δάπεδο της καμίνου παράγεται θερμότητα. Ο θερμός αέρας ανέρχεται και διέρχεται από το διάτρητο χώρισμα ή τα διάκενα του με φυσική μεταφορά ή με τη βοήθεια ανεμιστήρα. Από καιρό σε καιρό αναδεύεται το στρώμα του προϊόντος. Η υγρασία του τροφίμου, που επιτυγχάνεται με το τρόπο αυτό, είναι, συνήθως, όχι μικρότερη του 10%. Τρόφιμα, που αφυδατώνονται με τη μέθοδο αυτή, είναι σιτηρά.
Air out Air in Recycle air Fan Heater Bin Σιλό ξήρανσης σιτηρών 81
Θάλαμοι ξηράνσεως με δίσκους 82 Air out Air in Recycle air Φρούτα και λαχανικά Fan Heater Cabinet
83
Σήραγγες ξήρανσης 84 Αυτές μπορούν να θεωρηθούν εξελικτική μορφή των προηγούμενων ξηραντηρίων. Οι δίσκοι, που έχουν το προϊόν τοποθετούνται σε τροχήλατα αμάξια, η ταχύτητα κινήσεως των οποίων ρυθμίζεται ανάλογα με το χρόνο, που απαιτείται για την αφυδάτωση, και με τέτοιο τρόπο, ώστε, όταν ένα αμάξι εγκαταλείπει τη σήραγγα, ένα άλλο να εισέρχεται σε αυτή. Αντί των τροχήλατων αμαξιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί μεταφορική ταινία πάνω στην οποία απλώνεται το προϊόν. Τρόφιμα, που αφυδατώνονται με τη μέθοδο αυτή είναι φρούτα και λαχανικά. Φρούτα και λαχανικά.
Fan Heater Air in Recycle air Air out Trucks 85
Air out Air in Fan Heater Recycle air Belt Feed Product 86
Air out Feed Recycle air Air in Fan Heater Product 87
Ξηραντήρια κενού Έχουν τα εξής τέσσερα βασικά στοιχεία: Ένα θάλαμο βαρείας κατασκευής, για να αντέχει στις εσωτερικές πιέσεις. Μέσο παροχής της θερμότητας. Μηχανισμό δημιουργίας και διατηρήσεως του κενού. Σύστημα συλλογής του υδρατμού, καθώς αυτός παράγεται από το τρόφιμο. 88 Ο θάλαμος κενού, γενικά, έχει ράφια ή στηρίγματα, για να κρατά τα τρόφιμα. Τα ράφια ή τα στηρίγματα ενδεχομένως θερμαίνονται ηλεκτρικά ή με το πέρασμα μέσω αυτών θερμού ρευστού. Επίσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες πηγές ακτινοβολίας, όπως π.χ. στοιχεία υπερύθρου.
Refrigerated condenser Vacuum pump Drying chamber Ξηραντήρας κενού αέρος 89
ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ 90 Η συμπύκνωση των υγρών τροφίμων, η απομάκρυνση δηλαδή μέρους του νερού τους, ώστε να διατηρούν και μετά τη συμπύκνωση την υγρή κατάσταση, γίνεται για τους ίδιους σχεδόν λόγους, για τους οποίους γίνεται και η αφυδάτωση. Για ορισμένα τρόφιμα η συμπύκνωση μπορεί να είναι μια μορφή συντήρησης, όπως π.χ. για το γάλα τους συμπυκνωμένους χυμούς ή τα σιρόπια και τις μαρμελάδες. Κύριος, όμως, λόγος είναι η ελάττωση βάρους και όγκου του αρχικού τροφίμου.
Πλεονεκτήματα Οικονομική μέθοδος Δημιουργία νέου προϊόντος Οικονομία σε όγκο/συσκευασίες Μειονεκτήματα 91 Η θέρμανση επιδρά αρνητικά στην ποιότητα και στην καταστροφή θρεπτικών συστατικών Απομάκρυνση πτητικών ουσιών που προσδίδουν χαρακτηριστικά αρώματα
92
93 Κονσερβοποίηση
Γενικά Ορίζουμε τη θερμική επεξεργασία (παστερίωση ή αποστείρωση) αγροτικών προϊόντων ή τροφίμων και το αεροστεγώς κλείσιμό τους σε κατάλληλους περιέκτες Σχετικά οικονομική μέθοδος συντήρησης Παράγονται νέα προϊόντα χωρίς τη χρήση συντηρητικών Μεγάλη, εκτός ψυγείου, διάρκειας συντήρηση 94
Περιέκτες Χρησιμοποιούνται: μεταλλικές κονσέρβες, γυάλινες φιάλες, πλαστικά σακίδια (OPP, PET, PE, PP), χάρτινα TetraPak κλπ. Όλοι οι περιέκτες θα πρέπει να: Έχουν πλήρη στεγανότητα ώστε να μην επιτρέπεται η είσοδος αέρα ή μικροοργανισμών Είναι ανθεκτικοί στις μηχανικές καταπονήσεις Αντέχουν στις υψηλές θερμοκρασίες Μην αλληλεπιδρούν με το περιεχόμενο τρόφιμο 95
Απαιτήσεις σε Θερμική Επεξεργασία Στόχος της Θ.Ε. είναι η διασφάλιση του καταναλωτή, η μικροβιολογική σταθερότητα του προϊόντος και η διατήρησή του για μεγάλο χρονικό διάστημα Οι συνθήκες Θ.Ε. εξαρτώνται: Από το ρη του προϊόντος Παράδειγμα αποτελεί το Clostridium butulinum το οποίο αναπτύσσεται σε χαμηλό ρη και είναι αναερόβιο. Από τη θερμο-ανθεκτικότητα των μικροοργανισμών 96 Από το ρυθμό μετάδοσης της θερμότητας
Η Διαδικασία της Κονσερβοποίησης Παραλαβή των πρώτων υλών Καθαρισμός Διαλογή Διαλύματα πλήρωσης Πλήρωση των περιεκτών με γεμιστικές μηχανές Απαέρωση Κλείσιμο και σφράγισμα του περιέκτη Θέρμανση και ψύξη του προϊόντος Ετικετοποίηση 97
Παραλαβή, Καθαρισμός και Διαλογή Καθαρισμός από χώματα, φυτοφάρμακα και ξένες ύλες Γίνεται ξηρός ή υγρός καθαρισμός Ο διαχωρισμός του εδώδιμου τμήματος: Αφορά στο διαχωρισμό από ξένες ύλες Στο διαχωρισμό από τα μη-εδώδιμα τμήματα όπως ο φλοιός από τα μπιζέλια κλπ Στη συνέχεια γίνεται αποφλοίωση Βύθιση του προϊόντος σε διάλυμα καυστικής σόδας (2-10%) και ξέπλυμα με νερό 98 Η διαλογή του προϊόντος γίνεται με βάση το μέγεθος, το χρώμα και τις πιθανές υποβαθμίσεις
Διαλύματα Πλήρωσης Τα διαλύματα πλήρωσης είναι τα σιρόπια, οι άλμες, οι σάλτσες κλπ που προστίθενται στις κονσέρβες Χρησιμοποιούνται για να: Βελτιώσουν τη μεταφορά θερμότητας στο προϊόν Διώχνουν τον αέρα από τον περιέκτη Συμβάλλουν στη συντήρησή του Βελτιώσουν τα οργανοληπτικά του χαρακτηριστικά 99 Ενσωματωθούν συστατικά στο νέο τρόφιμο
Πλήρωση των Περιεκτών Πριν την πλήρωση γίνεται έλεγχος του προϊόντος (ελαττωματικά προϊόντα απορρίπτονται) Το γέμισμα των περιεκτών γίνεται σε ειδικές γεμιστικές μηχανές 100 Γέμισμα μέχρι ενός σημείου αφήνοντας έναν κενό χώρο (ελεύθερο διάστημα) Επιτρέπει την ανάμειξη των υγρών Αποτρέπει την παραμόρφωση του περιέκτη κατά τη θερμική επεξεργασία
101
Απαέρωση 102 Ο εγκλωβισμένος αέρας εντός της κονσέρβας δημιουργεί εσωτερική πίεση κατά τη διάρκεια της θερμικής επεξεργασίας Ο αέρας αυτός πρέπει να απομακρυνθεί ώστε να μην παραμορφώνονται τα τοιχώματα του περιέκτη Απομάκρυνση με δύο τρόπους: Πλήρωση του περιέκτη υπό κενό Δημιουργία κενού πριν το ερμητικό κλείσιμο (απαέρωση)
103
Μηχανικά Τρόποι απαέρωσης Δηλαδή με τη δημιουργία κενού. Σε τρόφιμα ευαίσθητα στην υψηλή θερμοκρασία ή ξηρά τρόφιμα Με πλήρωση με θερμό περιεχόμενο Δημιουργείται υψηλή τάση ατμών στο ελεύθερο διάστημα και μετά το ερμητικό κλείσιμο, κατά την ψύξη, συμπυκνώνονται οι υδρατμοί και δημιουργείται κενό Θερμή απαέρωση Μετά την πλήρωσή του ο περιέκτης διέρχεται μέσα από θάλαμο εκτόξευσης ατμού και θερμαίνεται στους 80-95 C. Αμέσως μετά κλείνεται ερμητικά (κατάλληλο για ρευστά) Κλείσιμο σε νέφος ατμού 104 Ατμός εκτοξεύεται στο ελεύθερο διάστημα, εκδιώκει τον ελεύθερο αέρα και κρατά την επιφάνεια αποστειρωμένη
Παστερίωση Θέρμανση και Ψύξη του Προϊόντος Θερμοκρασίες <100 C Σε παστεριωτήρες με θερμό ατμό κάτω από υψηλή πίεση Προϊόντα όπως η μπύρα, οι κομπόστες κ.α. Αποστείρωση Θερμοκρασίες >100 C 105 Σε λέβητες με κορεσμένο ατμό κάτω από υψηλή πίεση (αποστειρωτήρες)
106