Napisane przez: hahahah | 20 czerwca 2012

Mięsa i ryby
Warunki klimatyczne i okresy przechowywania
Podstawowe czynniki:
 temperatura,
 wilgotność bezwzględna i względna,
 wymiana i obieg powietrza

Podstawowe pojęcia określające przydatność do spożycia produktów mrożonych
HQL jest to czas od momentu zamrożenia do momentu, w którym 70% doświadczonych degustatorów potrafi odróżnić badany produkt od próbki kontrolnej
Praktyczny okres przechowywania PSL (Practical Storage Life)
 PSL jest to czas, który upływa od momentu zamrożenia do momentu, w którym obniżenie jakości powoduje uniemożliwienie jego sprzedaży na określony rynek lub przerób w zamierzonym procesie.
 Okres PSL jest kilkakrotnie dłuższy od okresu HQL.
 Przykład: dla temp. -20ºC dla ryb chudych: HQL=4, PSL=15

Zmiany jakości podczas przechowywania mięs
Aby zapobiec niekorzystnym
zmianom stosuje się:
•glazurowanie
•okrycie mięsa foliami które nie przepuszczają wody
•ścisłe układanie zamrożonego mięsa
•przestrzeganie prawidłowej cyrkulacji powietrza w komorze

Zmiany jakości podczas przechowywania ryb
Różnice pomiędzy przebiegiem podstawowych procesów biochemicznych zachodzących w mięsie ryb w stosunku do mięs zwierząt stałocieplnych
 przemiany spowodowane obecnością krwi w tkankach
 temperatura ciała
 wysoka aktywność enzymów
 niewielkie rozmiary ryb

Procesy autolityczne przebiegają od chwili wstrzymania pracy serca i polegają przede wszystkim na rozpadzie glikogenu do kwasu mlekowego oraz na rozpadzie ATP i kwasu kreatynofosforowego. W czasie tych przemian nagromadzający się kwas mlekowy oraz powstawanie aktomiozyny powodują stężenie pośmiertne.

 Rozpad białek i tłuszczów. Produkt rozpadu:
 amoniak
 trójmetyloamina,
 Działanie enzymów mikroorganizmów
 Mięso ryb – częstą przyczyną zatruć pokarmowych u ludzi.

Chłodnicze i zamrażalnicze przechowywanie warzyw
 Kwas askorbinowy jest jednym z najbardziej labilnych przeciwutleniaczy w czasie składowania warzyw ulega większej degradacji aniżeli karotenoidy czy polifenole. Poziom tych ostatnich może, z kolei wzrastać podczas właściwego ich przechowywania. Wielkość strat witaminy C w czasie przechowywania zależy m.in. od gatunku warzywa. Zielona fasola należy do warzyw o wysokim, natomiast, brokuły o niskim stopniu rozkładu tej witaminy. W czasie chłodniczego składowania przez trzy dni zielonej fasoli poziom witaminy C w fasoli obniżył się gwałtownie, a po trzech tygodniach pozostały jedynie ilości śladowe, natomiast w brokułach wystąpiły nieznaczne straty tej witaminy.
 Wielkość degradacji poziomu kwasu askorbinowego w czasie przechowywania warzyw może zależeć od jego ilości wyjściowej. W zależności np. od warunków uprawy ilość witaminy C w obrębie tego samego gatunku czy nawet odmiany warzywa może się różnić. Zawartość kwasu askorbinowego w brokułach po zbiorze różniła się nawet o 50% między dwoma sezonami upraw.
 Po trzech tygodniach przechowywania poziom tej witaminy obniżył, się o 52% w tych, które wykazywały dużą wyjściową zawartość składnika, natomiast zmniejszenie poziomu w czasie przechowywania o 13% dotyczyło prób o mniejszej zawartości witaminy C.
 Zmiany zawartości kwasu askorbinowego w warzywach mogą być uzależnione od czasu i temperatury składowania. Nie stwierdzono istotnych zmian zawartości witaminy C w selerze naciowym przechowywanym, w temp. 0°C, pomimo iż po 14 dniach odnotowano jej nieznaczny wzrost. W temperaturze 4°C po dwóch tygodniach zaobserwowano istotny wzrost, wynoszący 38% wartości wyjściowej, ale między 14. a 28. dniem składowania zawartość składnika obniżyła się do wartości początkowej. Zmiany poziomu witaminy C w warzywie przechowywanym w temp. 10°C były podobne jak ,w warzywie przechowywanym w temp. 4°C; statystycznie istotne różnice (o 64%) odnotowano w 14. dniu składowania, a następnie zaobserwowano obniżenie do wartości wyjściowej. Wzrost poziomu witaminy C w warzywach składowanych w temp. 10°C był zatem 1,7 raza większy niż w składowanych w temp. 4°C.
 W karczochach wykazano znaczne obniżenie zawartości te1 witaminy po 14 dniach w zakresie temperatury od 0°C do 10°C. Jak kolwiek w niektórych odmianach brokułów stwierdzono wzrost poziomu tej witaminy w temperaturze składowania wynoszącej 2-3°C. W pracy dotyczącej składowania całych i pociętych brokułów w temp. 4°C przez 21 dni wykazano nieistotne zmiany poziomu witaminy C, z kolei podczas przechowywania młodych liści szpinaku zawartość witaminy C najpierw uległa obniżeniu, a następnie wzrastała. Witamina C jest bardziej stabilna w środowisku kwaśnym, które cechuje głównie miąższ owoców, ale nie warzyw. Uszkodzenie błon komórkowych w czasie przygotowania i składowania materiału roślinnego powoduje, iż może w nich nastąpić indukcja syntezy przeciwutleniaczy w celu zlikwidowania skutków destrukcji błon komórkowych.
 Synteza witaminy C może pomóc, przynajmniej w krótkich okresach czasu, ograniczyć wzrost produkcji reaktywnych form tlenu (RFT) i innych reagentów, które prowadzą do niekorzystnych zmian, a nawet śmierci komórki. Szybkość reakcji rozkładu witaminy C można spowolnić, ograniczając dostęp tlenu do środowiska reakcji, poprzez usunięcie powietrza z otaczającej produkt atmosfery (pakowanie próżniowe). Korzyści tej metody polegają nie tylko na zahamowaniu rozwoju mikroflory tlenowej, która jest główną przyczyną psucia się żywności, ale również na zmniejszeniu szybkości procesów fizjologicznych, takich jak: transpiracja, respiracja i ograniczenie innych procesów utleniania prowadzących do niepożądanych zmian smaku, zapachu czy barwy. Ze względu jednak na możliwość wzrostu mikroorganizmów beztlenowych i znacznie większy wpływ temperatury na procesy życiowe zachodzące w tkankach zaleca się przechowywanie żywności pakowanej próżniowo w warunkach chłodniczych.
 Ogólna zawartość witaminy C, tj. sumy kwasu askorbinowego (AA)i dehydroaskorbinowego (DHAA) ulega mniejszym zmianom w warzywach przechowywanych w modyfikowanej atmosferze aniżeli w powietrzu. Jeżeli zawartość tlenu w atmosferze przechowywania jest mała, to gwałtownie spada poziom AA, natomiast wzrasta DHAA. Wzrost poziomu kwasu dehydroascorbinowego w warzywach przechowywanych, w modyfikowanej atmosferze jest proporcjonalny do spadku askorbinowego, a zmiany te skutkują zbliżoną zawartością witaminy C, jak w materiale wyjściowym. W badaniach nie wykazywano strat całkowitej ilości .witaminy C w brokułach przechowywanych w modyfikowanej atmosferze, natomiast w powietrzu (w niepakowanych lub pakowanych w opakowaniach perforowanych) traciły one 75-85% witaminy C po sześciu dniach składowania.
 Na straty witaminy C w warzywie przechowywanym istotnie wpływa obniżenie wartości ciśnienia w opakowaniu. Badania kinetyki degradacji witaminy C w kapuście pekińskiej wykazały, że jej rozkład w czasie chłodniczego przechowywania w atmosferze powietrza jest opisany kinetyką reakcji rzędu I, natomiast w czasie przechowywania w próżni kinetyką rzędu zerowego. Po 15 dniach przechowywania zawartość witaminy C w brokułach przechowywanych w warunkach ciśnienia atmosferycznego wynosiła 78%, a pod zmniejszonym ciśnieniem 83% wartości początkowej. Podobne tendencje obserwowano wcześniej, badając kapustę pekińską.
 Podobnie jak w przypadku chłodniczego składowania, istnieje zależność między zmianami zawartości witaminy C a czasem i wahaniami temperatury przechowywania warzyw w stanie zamrożenia. Degradacja witaminy C jest powodowana dwoma czynnikami: utlenianiem kwasu L askorbinowego tlenem atmosferycznym oraz destrukcyjnym działaniem określonych enzymów. Oddziaływanie obydwu czynników nasila się znacznie w warunkach fluktuacji temperatury przechowywania. Stwierdzono ponadto, że fluktuacja temperatury przechowywania mrożonych produktów znacznie wzmaga ich ususzkę.
 Jest ona prawdopodobnie wynikiem powierzchniowej sublimacji lodu, która wobec ograniczonej migracji wody w produkcie, prowadzi do powstania silnie odwodnionej warstwy o porowatej strukturze. Wysublimowany lód jest zastępowany przez powietrze, co przy silnie rozwiniętej powierzchni prowadzi nieuchronnie do wzmożenia procesów utleniania, m.in. kwasu askorbinowego. Podwyższenie temperatury przechowywania o 10°C (np. z 20°C do -10°C) powoduje 3,5-6-krotny wzrost prędkości reakcji enzymatycznych odpowiedzialnych za degradację witaminy C. Ta teza znajduje potwierdzenie w znacznym obniżeniu zawartości kwasu L-askorbinowego (o 66%), stwierdzonym w warzywach przechowywanych przez pięć miesięcy w temperaturze zmiennej(-18°C -8°C) oraz znacznie mniejsze obniżenie jego zawartości (o 36%)w temperaturze stałej, szczególnie w -18°C.
 Przechowywanie pomidorów w stanie zamrożenia w temp. -20°C -30°C przez sześć miesięcy spowodowało straty witaminy C, odpowiednio, 38% i 26%, a po 12 miesiącach straty stanowiły 71% i 45%, zawartości składnika w warzywie świeżym.
 O stopniu rozkładu witaminy C w okresie zamrażalniczego przechowywania warzyw, obok temperatury i czasu składowania, decyduje uprzedni zabieg blanszowania, podczas którego już następują straty tego składnika. Sam zabieg mrożenia może spowodować straty witaminy C (przykładowo, w szczypiorku nie blanszowanym 54%, a w blanszowanym34% w porównaniu z zawartością w świeżym warzywie) bądź nie, natomiast zamrażalnicze składowanie warzyw na ogół takie straty powoduje, przy czym są one mniejsze w mrożonkach uprzednio blanszowanych.
 Po12 miesiącach składowania w temp. -20°C w szczypiorku nie blanszowanym pozostało jedynie 11-66% wyjściowej ilości witaminy C, natomiast w mrożonkach blanszowanych było o 139% więcej witaminy C niż w nie-blanszowanych.
 Metoda zamrażania nie wpływa na mechanizm, lecz na szybkość degradacji witaminy C. Mrożenie warzyw skroplonym C02 spowalniało ok. 2-krotnie szybkość degradacji witaminyC w porównaniu z mrożeniem konwencjonalnym oraz ok. 1,4 raza w partii mrożonej azotem.
 Straty poziomu karotenoidów w czasie chłodniczego i zamrażalniczego przechowywania warzyw, podobnie jak w przypadku witaminy C, również zależą od panujących warunków, jednakże są one na ogół niższe.
 W czasie składowania naci pietruszki w temp. 0-2°C przez 15 dni obniżenie poziomu β-karotenu wynosiło w typie korzeniowym 44%, a w naciowym 40%. Natomiast przechowywanie w temperaturze pokojowej, po sześciu dniach spowodowało straty składnika, odpowiednio 44% i 24%. Retencja sumy karotenoidów w czasie przechowywania jest zależna od sposobu pakowania. Przechowywanie brokułów w temp. 5°C przez sześć dni w opakowaniach z modyfikowaną atmosferą zapobiega stratom karotenoidów, natomiast warzywa przechowywane bez opakowania lub zapakowane w opakowania perforowane tracą ok. połowy ogólnej zawartości karotenoidów. W czasie przechowywania chłodniczego brokułów i zielonej fasoli przez trzy tygodnie oraz marchwi przez sześć miesięcy w temp. 4°C poziom β-karotenu nie ulegał istotnym zmianom. Warzywa poddane szybkiemu zamrażaniu bezpośrednio po zbiorze zachowywały ponad 70% β-karotenu po jednym roku składowania. β-Karoten był bardziej stabilny w marchwi i brokułach przechowywanych chłodniczo i w stanie zamrożenia po uprzednim gotowaniu mikrofalowy..
 Wykazano, iż w procesie mrożenia szczypiorku nie blanszowanego nastąpiły 17% straty β-karotenu, a zamrożenie materiału blanszowanego spowodowało straty 10-13% w porównaniu z zawartością składnika w świeżym warzywie W czasie składowania szczypiorku przez 12 miesięcy w stanie zamrożenia straty β-karotenu były szczególnie duże, 56% oraz 32%w produkcie nie blanszowanym i przechowywanym w temperaturze, odpowiednio -20°C i -30°C w porównaniu z zawartością w produkcie zaraz po zamrożeniu. W blanszowanym produkcie przechowywanym zarówno w -20°C, jak i w -30°C stwierdzono jedynie nieistotną redukcję poziomu prowitaminy wynoszącą odpowiednio 9% i 8%. Po 12 miesiącach składowania mrożonego szczypiorku pozostało 37-65% β-karotenu w porównaniu z zawartością w materiale świeżym. W liściach pietruszki w czasie mrożenia straty β-karotenu w materiale nie blanszowanym wynosiły 27%, natomiast w blanszowanym były śladowe. W czasie zamrażalniczego przechowywania w temp. -20°C i -30°C straty β-karotenu były największe w produkcie nie-blanszowanym przechowywanym w temp. -20°C. Po dziewięciu miesiącach składowania mrożonki zawierały 37-91% β-karotenu w porównaniu z zawartością w materiale świeżym.
 Wcześniejsze blanszowanie warzyw przechowywanych w temp. -30°C nie było konieczne, ponieważ straty β-karotenu w tej temperaturze były zbliżone do strat w warzywie nie blanszowanym. W blanszowanych warzywach liściowych przechowywanych w -18°C przez 12 miesięcy straty β-karotenu wynosiły 5-20%. Przechowywanie pomidorów w stanie zamrożenia w temp. -20°C i -30°C przez sześć miesięcy spowodowało straty 18% i 7% sumy karotenoidów, w tym 21% i 7%β-karotenu,26% i 15% likopenu, a po 12 miesiącach straty składników stanowiły odpowiednio 36% i 17%, 51% i 32%, 48% i 26% wartości w warzywie świeżym.
 Zamrażanie nie blanszowanych liści buraka spowodowało obniżenie β-karotenu o 5%. Zamrażalnicze składowanie mrożonek miało wpływ na zawartość β-karotenu zarówno w aspekcie czasu, jak i temperatury. Po sześciu miesiącach składowania jedynie w mrożonce nie blanszowanej stwierdzono ubytki β-karotenu wynoszące 19-21%.
 Mniejsze straty składnika odnotowano w przypadku przechowywania w temp. -30°C. W przechowywanych w stanie zamrożenia warzywach, tj. w blanszowanym szpinaku, trętwianie, szczypiorku, ogonkach liściowych buraka stwierdzono o 12-13% więcej β-karotenu niż w nieblanszowanym.
 W czasie zamrażania i zamrażalniczego składowania kopru do 3 miesięcy, poziom β-karotenu się nie zmieniał, a w blanszowanych warzywach nie ulegał zmianie aż do 12 miesięcy. Do szóstego miesiąca składowania w temp. -20°C koper nie blanszowany tracił jedynie do 10% składnika, ale powyżej tego okresu straty postępowały, co dowodzi, że składowanie tego warzywa powyżej sześciu miesięcy wymaga blanszowania
 Według innych danych, zamrażanie szpinaku nie powodowało zmian zawartości β-karotenu. Po 12 miesiącach składowania w temp. -25°C w stanie zamrażania straty β-karotenu były nieistotne.
 Czas składowania chłodniczego, temperatura oraz stopień uszkodzenia tkanki warzywa są zasadniczymi czynnikami wpływającymi na zmiany poziomu związków fenolowych.
 Pokrojone i zdezynfekowane wodą chlorowaną selery liściowe przechowywano w temp. 0°C, 4°C i 10°C przez 7, 14, 21, 28 dni. W produkcie składowanym w temp. 10°C niewielki, ale istotny statystycznie wzrost sumy polifenoli, wynoszący 19%, zaobserwowano w 21. dniu przechowywania, a w temp. 4°C nieco większy już po 13-15 dniach. W warzywach składowanych w temp. 0°C nie wykazano znaczących zmian w ogólnej ilości związków fenolowych.
 Zaobserwowano wyraźny wzrost ogólnej zawartości polifenoli w sałacie Iceberg poddawanej oddziaływaniu niektórych czynników (etylen, patogeny) w przeciwieństwie do prób kontrolnych, których nie traktowano tymi czynnikami. Wzrost zawartości polifenoli w przygotowanej do spożycia marchwi nastąpił prawdopodobnie wskutek uszkodzenia tkanki. Zaobserwowano 8-krotny wzrost ogólnej ilości polifenoli w plasterkach marchwi przechowywanej w atmosferze powietrza w temp. 8°C przez 12 dni. Autorzy twierdzą, że wzrost zawartości związków fenolowych był spowodowany fizjologiczną odpowiedzią na infekcje i uszkodzenia.
 Kwas chlorogenowy stanowił w surowym selerze liściowym 11% ogólnej ilości związków fenolowych. Obniżenie poziomu kwasu chlorogenowego w temp. 0°C po14 dniach chłodniczego składowania stanowiło 33% wartości wyjściowej. W temperaturze 4°C obniżenie poziomu kwasu chlorogenowego było większe po pierwszym tygodniu, zawartość jego w warzywie wynosiła jedynie 28% wartości początkowej, a po 28 dniach spadła do 18%.
 Poziom kwasu chlorogenowego obniżył się najbardziej w temp. 10°C, a po siedmiu dniach składowania zawartość w warzywie stanowiła 10% wartości wyjściowej.
 Stopień redukcji poziomu kwasu chlorogenowego był zatem najwyższy w warzywach przechowywanych w wyższych temperaturach; w temp. 10°C 3-krotnie, a w temp. 4°C 2-krotnie wyższy niż w temp. 0°C.Wielkość zmian zawartości kwasu chlorogenowego w warzywach przechowywanych prawdopodobnie zależy od rodzaju warzywa, a nawet tkanki oraz od warunków uprawy. Wykazano wzrost zawartości tego kwasu w karczochach składowanych przez 14 dni w temp. od 0°C do 7°C, większy w wewnętrznych niż w zewnętrznych częściach warzywa. W czasie składowania karczochów w temp. 10°C jedynie ślady tego związku wykrywano w częściach zewnętrznych, a różnice w poziomie składnika były bezpośrednio związane z intensywnością brązowienia warzywa. Obserwowano zwiększenie bądź spadek zawartości kwasu chlorogenowego w marchwi minimalnie przetworzonej po maksimum trzech dniach składowania w temp. 4°C.
 W pokrojonych i przechowywanych w modyfikowanej atmosferze(MAP) (7% 02 i 10% C02) liściach buraka, po ośmiu dniach przechowywania w temp. 6°C bez dostępu światła, nie stwierdzono zmian zawartości flawonoidów. W kolejnych badaniach wykazano również, że zawartość flawonoidów w szpinaku po trzech i po siedmiu dniach składowania w temp. 10°C pozostaje stała zarówno w czasie przechowywania w powietrzu, jak i w modyfikowanej atmosferze (zmienne proporcje C02 i 02).
 W sałacie (8 odmian) i endywii (3 odmiany) przechowywanych w ciemności, w temp. 1°C (wilgotności 98%), przez siedem dni nastąpiło istotne obniżenie ogólnej ilości glukozydów flawonowych w zakresie 7-46%, z wyjątkiem sałaty Iceberg, która zawierała relatywnie mniej tych związków.
 W czasie przechowywania sześciu gatunków warzyw, tj. buraka liściowego, szpinaku, brukselki, marchwi, cebuli i selera, w stanie zamrożenia, stwierdzono w każdym warzywie istotne obniżenie ogólnej ilości polifenoli, z wyjątkiem selera, w którym nie odnotowano istotnych zmian ich poziomu
 Zmiany aktywności przeciwutleniającej w warzywach w czasie przechowywania mogą być związane ze zmianami poziomu składników o charakterze przeciwutleniającym oraz z interakcjami między nimi. Aktywność przeciwutleniającą warzyw może zależeć od wielu składników, wśród których należy wymienić flawonoidy, kwasy fenolowe, aminokwasy, kwas askorbinowy, tokoferole i niektóre barwniki.
 Pojemność przeciwutleniającą selera liściowego po 28 dniach nie różniła się znacząco, biorąc pod uwagę temperatury składowania, tj. 0°C, 4°C, 10°C. Obserwowali oni początkowo obniżenie aktywności przeciwutleniającej, najwyższe, nawet o ok. 80% po siedmiu dniach, następnie wzrost aż do 14. dnia, osiągający maksymalne wartości przekraczające wartość wyjściową nawet ok. 2-krotnie, po czym ponowny spadek do wartości zbliżonych do początkowych.
 Spadek aktywności był mniej widoczny dla niższej temperatury składowania (największyw temp. 10°C), ale maksymalny wzrost aktywności po 14 dniach stwierdzono również w temperaturze (0°C i 4°C). Zaobserwowane jednocześnie zmiany w ogólnej zawartości związków fenolowych nie mogą wyjaśniać spadku aktywności przeciwutleniającej po siedmiu dniach, czy też jej wzrostu po 14 dniach składowania. Istotne zmniejszanie się zawartości kwasu chlorogenowego do siódmego dnia przy trzech wartościach temperatury (ale bardziej widoczne w warzywach przechowywanych w tempera-turach wyższych) może być przyczyną początkowego obniżenia pojemności przeciwutleniającej. Dla badanych temperatur wykazano liniową korelację między pojemnością przeciwutleniającą a zmianami zawartości witaminy C w czasie przechowywania selera.
 Mannitol należy do składników obniżających pojemność przeciwutleniającą. Jego degradacja może skutkować powstawaniem rodników hydroksylowych. Stwierdzono obniżenie poziomu mannitolu w selerach liściowych po siedmiu dniach składowania w temp.0°Ci 10°C, odpowiednio o 8% i 50%, co może tłumaczyć zjawisko zmiany pojemności przeciwutleniającej selerów przechowywanych w temp. 10°Ci w temp. 0°C. Przeciwutleniacze fenolowe w soku jabłkowym, w szczególności kwas chlorogenowy, mogą wykazywać działanie ochronne przed oksydacyjną degradacją witaminy C. W eksperymencie z wykorzystaniem krojonego selera zaobserwowano obniżenie poziomu kwasu chlorogenowego oraz brak zmian w zawartości kwasu askorbinowego w czasie pierwszego tygodnia, co mogłoby potwierdzać wcześniejsze obserwacje.
 Aktywność przeciwutleniającą szpinaku uległa obniżeniu w czasie jego składowania w powietrzu i w modyfikowanej atmosferze (C02 i 02)przez 7 i 10 dni, w temp. 10°C, przy tym większe straty wykazano w próbkach przechowywanych w modyfikowanej atmosferze. Spadek aktywności przeciwutleniającej szpinaku przechowywanego w modyfikowanej atmosferze może być spowodowany wzrostem zawartości kwasu dehydroaskorbinowego kosztem ubytku kwasu askorbinowego.
 W procesie zamrażalniczego przechowywania buraka liściowego, szpinaku, brukselki, marchwi i selera stwierdzono obniżenie pojemności przeciwutleniającej. Wyjątek stanowi cebula, w której nastąpił istotny wzrost wartości tego wskaźnika. Wykazano, że spożywanie warzyw mrożonych zamiast świeżych może spowodować obniżenie pojemności przeciwutleniającej diety do ok. 30-50%.
 Obecność przeciwutleniaczy w żywności, jako składników naturalnych lub substancji dodatkowych, wiąże się głównie z ich wpływem na przedłużenie trwałości wyrobów spożywczych, ich wartości żywieniowej, jak i potencjalnych korzyści zdrowotnych. Przeciwutleniacze, dzięki opóźnianiu reakcji utleniania tłuszczów, wydłużają okres przechowywania żywności bez niepożądanych zmian jakościowych, zapewniając tym samym większy popyt wśród konsumentów. Utlenianie tłuszczów inicjuje również inne zmiany w produkcie, które mają wpływ na różne cechy jakościowe.
 Ponadto, produkty degradacji tłuszczów mogą okazać się toksyczne, mutagenne lub działać jako promotor kancerogenezy. Biorąc zatem pod uwagę wszystkie negatywne zjawiska związane z utlenianiem lipidów, powodujące utratę wartości odżywczej, tekstury oraz pogorszenie zapachu i smaku, nie sposób przecenić roli przeciwutleniaczy w żywności. Dlatego więc właściwe obchodzenie się zarówno ze składnikami, jak i końcowymi produktami, w połączeniu z odpowiednim pakowaniem i przechowywaniem gotowych wyrobów spożywczych, pomaga zredukować procesy utleniania, choć ich do końca nie eliminuje.
 W ostatnim okresie obserwuje się wśród konsumentów wzrost zapotrzebowania na żywność możliwie mało przetworzoną, bez konserwantów, o dużej trwałości, gotową do spożycia po ograniczonej (krótkiej) obróbce termicznej. Wymagania stawiane produktom żywnościowym przez potencjalnych odbiorców przyczyniły się do rozwoju nowych technik w dziedzinie pakowania i konserwowania artykułów spożywczych. Najkorzystniejsze, ze względu na ochronę żywności i wymagania konsumentów, okazały się propozycje związane z pakowaniem żywności.
 Dobór odpowiedniego materiału i formy opakowania dla konkretne-go produktu spożywczego zależy od wielu czynników. Najważnaiejsze są czynniki związane bezpośrednio z właściwościami fizykochemicznymi pa-kowanego produktu. Należą do nich np.: skład chemiczny (łatwo ulegające rozkładowi substancje chemiczne, enzymy, zawartość wody itp.), stan fizyczny (tekstura czy porowatość).
 Opakowanie produktu żywnościowego jest więc podstawowym elementem jego ochrony przed czynnikami zewnętrznymi i wewnętrznymi. Kubera i Korzeniowski [2000] zaliczyli rodzaj i skuteczność opakowania do grupy parametrów charakteryzujących jakość produktu spożywczego, przez co opakowanie stało się integralną częścią produktu. Nie mniej ważnym parametrem w kształtowaniu jakości przechowywanych produktów spożywczych są warunki ich przechowywania.
 W zależności od rodzaju gazu stosowanego do przechowywania żywności może on w różnym stopniu hamować procesy degradacyjne zachodzące w produkcie, głównie pod wpływem mikroorganizmów. Dzięki takiemu działaniu jest możliwe zachowanie naturalnych cech produktu związanych lub utożsamianych z jego świeżością.
 Azot jest gazem obojętnym w stosunku do żywności, słabo rozpuszczalnym w wodzie oraz tłuszczach. Zapobiega obkurczaniu i przyklejaniu się opakowania do artykułów spożywczych, szczególnie silnie absorbujących ditlenek węgla. Azot zapobiega też rozwojowi bakterii anaerobowych i chroni tłuszcze przed utlenianiem.
 Ditlenek węgla wykazuje właściwości zarówno bakteriostatyczne, jaki fungistatyczne. Dobrze rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas węglowy hamujący rozwój drobnoustrojów; może też modyfikować funkcje ich błony komórkowej. Poprzez przenikanie do komórek powoduje wewnątrz-komórkowe zmiany pH oraz fizykochemiczne właściwości białek. Ponad to, wywiera bezpośredni wpływ na hamowanie reakcji enzymatycznych. Gaz ten jest najbardziej efektywny w hamowaniu mikroflory tlenowej, np.
 bakterii z rodzaju Pseudomonas, Moraxella, Alteromonas i Acinetobakter .Niektóre drobnoustroje (Brochothixtermosphacta) mogą tolerować jego stężenie nawet do 75%, a bakterie fermentacji mlekowej są zdolne do wzrostu nawet przy jego 100% stężeniu.
 Tlen jest gazem wykazującym prooksydacyjne działanie, szczególnie w odniesieniu do tłuszczów. Obecność nawet małych ilości tlenu może prowadzić także do utleniania witamin i barwników oraz psucia się produktów w wyniku wzrostu bakterii aerobowych. Aby np.: zachować typowy aromat kawy czy herbaty, nie dopuścić do rozwoju pleśni (ciastka, sery),ograniczyć rozwój bakterii (przetwory mięsne, ryby), zapobiec jełczeniu lub zmianie barwy, jest niezbędne usunięcie tlenu do bezpiecznego jego stężenia w opakowaniu. Ponadto dla przeciwdziałania utlenianiu jest stosowany również dodatek substancji przeciwutleniających. Niektóre z nich, utleniając się, powodują zmniejszenie stężenia tlenu lub redukcję utlenionego związku do jego pierwotnej zredukowanej postaci.
 W przypadku tłuszczów stosuje się przeciwutleniacze naturalne (tokoferole, karotenoidy, kwas askorbinowy) lub też syntetyczne (butylohydroksyanizol, BHA), których działanie polega na przerwaniu łańcucha procesu autooksydacji. W ten sposób można przedłużyć okres przydatności do spożycia np. płatków kukurydzianych z 48 do 202 dni, a 25-krotnie ryżu. Utlenianie i konieczność dodawania przeciwutleniaczy dotyczy nie tylko produktów bogatych w tłuszcze, ale również produktów, w których ich zawartość jest mała. W ostatnich latach najbardziej wszechstronnie są badane flawonoidy zawarte w zielonej herbacie, które jako potencjalne naturalne przeciwutleniacze mogą być szeroko wykorzystane w ochronie produktu przed jego utlenianiem.
 Okres trwałości produktów spożywczych w dużym stopniu zależy od prawidłowego doboru opakowań. Do cech opakowań o najistotniejszym znaczeniu należą właściwości barierowe użytych laminatów. Stosowane dopakowania materiały z tworzyw sztucznych powinny charakteryzować się dobrymi właściwościami barierowymi dla gazów. Wymaga się od nich szczelności wobec tlenu, pary wodnej, substancji zapachowych, ditlenku węgla oraz azotu. O trwałości przechowywanego produktu decyduje przede wszystkim szybkość przenikania gazów i pary wodnej, np. nadmierna przepuszczalność pary wodnej może prowadzić do wysychania produktu. W celu zapobiegania tym procesom najczęściej są stosowane dopakowania produktów spożywczych takie tworzywa sztuczne, jak: poliamid, polipropylen, polietylen, poliestry, polichlorek winylu czy kopolimeretylenu z alkoholem winylowym odznaczający się wybiórczą barierowością w stosunku do tlenu i ditlenku węgla.
 Wśród nowych materiałów stosowanych do pakowania, np. w atmosferze modyfikowanej, należy wymienić tzw. „folie sprytne” regulujące przepływ tlenu i ditlenku węgla między opakowaniem i otaczającym powietrzem. Wiele produktów wymaga obniżenia zawartości tlenu w stosunku do powietrza, ale dla produktów oddychających, takich jak owoce i warzywa, dla kontroli oddychania i dojrzewania zapakowanego produktu musi być umożliwione przenikanie niewielkiej ilości tlenu przez folię, gdyż inaczej produkt jest narażony na zepsucie i może nastąpić rozwój chorobotwórczych bakterii beztlenowych. Dodatkowym czynnikiem, korzystnie współdziałającym z produktem żywnościowym w przedłużaniu jego trwałości jest dodatek przeciwutleniaczy do żywicy polimerowej w celu stabilizowania polimeru w czasie jego przetwarzania.
 Ponadto dodanie przeciwutleniacza do polimeru opóźnia utlenianie składników lipidowych produktu żywieniowego. Mechanizm działania przeciwutleniacza dodawanego do materiału opakowaniowego polega na:
 dyfuzji cząsteczek przeciwutleniacza z wnętrza fazy polimeru w kierunku jego powierzchni,
 utlenianiu się lub parowaniu przeciwutleniacza z powierzchni materiału opakowaniowego,
 dalszej migracji lub sorpcji przeciwutleniacza na powierzchni opakowanego produktu.
 Powszechnie stosowanym przeciwutleniaczem takiego typu jest BHT,a jego substytutem jest naturalny przeciwutleniacz α-tokoferol. Ze względu na to, że obydwa przeciwutleniacze są dopuszczone do stosowania w żywności jako substancje dodatkowe, nie jest istotny problem związany z zapobieganiem migracji tych substancji z opakowań do żywności.
 Technologie fermentacyjne mają duże znaczenie dla przemysłu spożywczego, ponieważ umożliwiają:
 utrwalanie produktów spożywczych, a przez to przedłużają ich okres przydatności do spożycia,
 nadanie produktom spożywczym korzystnych cech organoleptycznych,
 zwiększenie właściwości prozdrowotnych produktu, ze względu na obecne mikroorganizmy oraz składniki odżywcze,
 • otrzymywanie związków chemicznych spożywczych metodami biologicznymi. Technologie fermentacyjne dotyczą obu grup surowców roślinnych i zwierzęcych.
 W większości przypadków mamy do czynienia z użyciem w nich dwóch procesów fermentacyjnych: fermentacji mlekowej i alkoholowej. W mniejszym stopniu są samoistnie wykorzystane: fermentacja propionowa, masłowa i in., jakkolwiek mogą one występować jako procesy uboczne, wpływające na końcową charakterystykę produktu.
 W odniesieniu do produktów spożywczych mamy do czynienia zarówno z fermentacją cieczy, w podłożu starym, a często w zawiesinie ciała stałego. Często jednak układy fermentacyjne są bardzo skomplikowane i zawierają zarówno ciało stałe, jak i ciecz.
 Surowce roślinne mają olbrzymie znaczenie dla ludzi i zwierząt, ponieważ są podstawowym źródłem ich pożywienia. Wynika to z kilku czynników, z których najważniejsze to stosunkowo duża masa wytwarzanych surowców oraz ich skład; zawierają wszystkie składniki niezbędne dla rozwoju organizmu, takie jak: białka, węglowodany, tłuszcze, składniki mineralne i witaminy. Do surowców roślinnych, które mają znaczenie dla człowieka, zaliczamy: zboża, owoce, warzywa, rośliny okopowe i oleiste itp. Duża część surowców jest zużywana w postaci świeżej, jednak największa część jest konserwowana i przechowywana jako zapasy, tak że można ich użyć w dowolnym czasie.
 Do utrwalania surowców roślinnych stosujemy najczęściej dwa procesy, tj. fermentację i suszenie. Fermentacja, w rozumieniu fermentacja mlekowa, jest na ogół stosowana do przetwarzania surowców, które zawierają stosunkowo dużo wody, a skład ich soku umożliwia rozwój bakterii mlekowych. Jednocześnie produkt nabiera określonych, pozytywnych cech smakowo-zapachowych.
 Natomiast fermentacja alkoholowa jest stosowana do otrzymywania określonych produktów spożywczych, takich jak wina, piwa i wódki, jak również alkoholu etylowego – surowca chemicznego. W tym przypadku stosujemy surowce roślinnego dużej zawartości węglowodanów.
 Do najważniejszych roślinnych produktów fermentowanych, wytwarzanych przez ten przemysł, zaliczamy kapustę kwaszoną oraz ogórki kwaszone
 Surowce w przemyśle owocowo-warzywnym
 W warunkach polskich niewiele produktów roślinnych poddaje się procesowi fermentacji, w celu otrzymania produktów spożywczych. Najpopularniejsze produkty fermentowane to kapusta kwaszona oraz ogórki kwaszone. Do mniej popularnych należą kwaszone (kiszone) buraki czy grzyby. W tych procesach mają zastosowanie bakterie mlekowe. Głównym celem procesu kwaszenia jest wytworzenie takiej formy produktu spożywczego, w której można go przechowywać przez dłuższy czas. Jednocześnie produkt uzyskuje charakterystyczne cechy organoleptyczne. Nie bez znaczenia jest również fakt, że zawiera on zarówno produkty metabolizmu, jak i żywe bakterie mlekowe, które mają korzystny wpływ na zdrowie.
 Standard jakości handlowej dla kapusty zawart w rozporządzeniu Komisji (WE) Nr 1591/87 z dnia 5 czerwca 1987 r, ze zmianami wprowadzonymi rozporządzeniem \komisji (WE) Nr 888/97, Nr 1135/2001, oraz Nr 46/2003.
 Przedmiotem standardu jest kapusta odmian uprawnych Brassicaoleracea L. var. capitata (wliczając kapusteczerwnoną i o wydłużonym kształcie) oraz Brassicaoleracea L. var. sabauda L. (kapusta włoska) dostarczana konsumentom w stanie świeżym.
 Standard nie obejmuje kapusty przeznaczonej dla przetwórstwa.
OKREŚLENIA DOTYCZĄCE JAKOŚCI
Wymagania minimalne.
We wszystkich klasach jakości, uwzględniając wymagania szczegółowe dla danej klasy oraz dopuszczalne tolerancje, kapusta powinna być:
 Czysta,
 O świeżym wyglądzie,
 Nie popękana, bez oznak wyrastania kwiatostanu,
 Zdrowa, nie dopuszcza się kapusty z oznakami zepsucia lub zmianami , które czynią ja niezdatna do spożycia,
 Bez odgnieceń i uszkodzeń,
 Wolna od szkodników,
 Bez uszkodzeń mrozowych,
 Czysta, praktycznie wolna od jakichkolwiek zanieczyszczeń obcych,
 Wolna od nadmiernego zawilgocenia powierzchniowego,
 Wolna od obcych zapachów i smaków.
Kapusta winna być przycięta nieco poniżej miejsca wyrastania liści. Liście winny ściśle do siebie przylegać, a miejsce przycięcia winno być czyste.
Jakość kapusty winna być taka, aby mogła ona;
 Wytrzymać transport i manipulacje,
 Dotrzeć do konsumenta w stanie zadowalającej jakości.
Odmiany kapust przeznaczone do obrotu (spożycia w stanie świeżym, mrożenia, przetwórstwa winny spełniać wymagania w zakresie:
 wyglądu główek, a mianowicie – być świeże, zdrowe, czyste, bez szkodników i uszkodzeń przez nie spowodowanych, bez objawów chorobowych, niepopękane, nieprzerośniete, zależnie od wyboru mniej lub bardziej ścisłe.
 Jednolitości odmianowej, obecności lub braku liści ochronnych,
 Minimalnej masy główek i długości głąba.
 Cechami dyskwalifikującymi dla kapusty są: zaparzenia, obcy smak, zapach, obecność szkodników i ich pozostałości, pozostałości środków ochrony, zmarzniecie i gnicie.
 Do konsumpcji bezpośredniej nadają się wszystkie odmiany (wczesne-późne). Główki kapusty przeznaczone na ten cel powinny być zbierane w fazie dojrzałości użytkowej. Powinny charakteryzować się prawidłowym wyglądem główki, krótkim głąbem zewnętrznym (1 cm), minimalna masą (zależnie od grupy wczesności), nie powinny mieć liści okrywających (wyjątek stanowią odmiany wczesne).
Do kwaszenia nadają się tylko główki odmian późnych. Wyjątek stanowi odmiana średnio wczesna kapusty głowiastej białej .
Podobnie jak do bezpośredniego spożycia powinny odznaczać się: prawidłowym wyglądem główek, krótkim głąbem zewnętrznym (1 cm), nieobecnością liści ochronnych, minimalna masą, a także dużymi walorami smakowymi:
 główki twarde o liściach kruchych delikatnie unerwionych,
 o dużej zawartości cukrów (powyżej 3%),
 O małym głąbie wewnętrznym (nieprzekraczającym 1/3 wysokości główki),
 Główki winny być duże, w pełni wyrośnięte i twarde,niepoddające się pod naciskiem ręki.
Takie główki gwarantują biały kolor kiszonki i dobry, niecierpki smak.
Z główek luźnych i lekkich przy szatkowaniu nie uzyskuje się:
 właściwej długości wiórków,
 wydajność kiszonki z 1 tony surowca jest wtedy mniejsza,
 Jedrnośc kiszonki gorsza.
 Do przechowywania zimowego przeznacza się główki kapusty odmian późnych zbierane w fazie dojrzałości technologicznej (główki jeszcze zielonkawe).
 Główki powinny być zdrowe, twarde, bez uszkodzeń mechanicznych, spękań, z liśćmi okrywowymi (4-6 sztuk), z długim głąbem zewnętrznym (ok.. 3 cm).
 Z grupy odmian kapusty głowiastej najlepiej przechowują się odmiany późne kapusty głowiastej czerwonej, następnie kapusty głowiastej białej o kulistym kształcie głów, natomiast najgorzej kapusty głowiastej włoskiej.
 Kapustę kwaszoną otrzymuje się w wyniku fermentacji mlekowej kapusty białej. Do produkcji najczęściej używa się kapusty poszatkowanej, jakkolwiek w niektórych regionach Polski kwasi się również całe główki kapusty. Jako dodatki, w procesie produkcji kapusty kwaszonej stosuje się sól kuchenną i dodatki smakowe, takie jak: liście chrzanu, wiśni czy dębu, marchew itp. Te dodatki mają za zadanie nie tylko odpowiednio ukierunkować proces fermentacji, ale również nadać produktowi odpowiedni smak i zapach.
 Proces produkcji zaczyna się od usunięcia z kapusty zanieczyszczeń, tj. jej opłukaniu oraz usunięciu zewnętrznych liści. Następnie kapusta jest szatkowana na paski o grubości kilku milimetrów, aby ułatwić wydzielanie z niej soku. Warstwy poszatkowanej kapusty układa się w beczkach i przesypuje solą kuchenną. Dodatek soli wynosi 2-3% masy kapusty.
 Sól ma ułatwić wydzielanie soku z poszatkowanej kapusty na skutek różnicy ciśnienia osmotycznego panującego w tkance kapusty i na zewnątrz,
 w roztworze soli. Sól migrując do wnętrza tkanek zmienia również ich strukturę. Dodatkowo, sól jest czynnikiem selekcyjnym wobec mikroorganizmów znajdujących się w kapuście oraz ma wpływ na tworzenie smaku i zapachu produktu. W celu zwiększenia wydzielania soku, ubija się poszatkowaną kapustę. Ten proces ma również usunąć nadmiar powietrza i stworzyć warunki beztlenowe, które warunkują prawidłowy przebieg fermentacji. Dodatkowymi czynnikami wpływającymi na rozwój mikroflory są taniny oraz fitoncydy, zawarte w niektórych dodatkach takich jak: liście dębu, chrzanu czy czosnku.
 W normalnych warunkach, w kapuście stosowanej do kwaszenia, można stwierdzić obecność wielu mikroorganizmów, głównie bakterii. Prawidłowo prowadzony proces technologiczny powinien doprowadzić do rozwoju tych mikroorganizmów, które są niezbędne dla prawidłowej fermentacji, a co za tym idzie odpowiedniego rozkładu węglowodanów, w wyniku czego powstają związki, które wpływają na smak, zapach i trwałość produktu, takie jak kwas mlekowy, octowy, alkohol etylowy, ditlenek węgla, estry itp.
 Przebieg procesu fermentacji można podzielić na trzy etapy związane z działalnością różnych drobnoustrojów i charakteryzujące się innymi objawami.
 W pierwszym etapie fermentacji (kwaszenia), przebiegającym w temperaturze otoczenia, ok. 20°C, przy zawartości NaCl ok. 2-3%, przeważają ziarniaki gazujące, głównie heterofermentatywneLeuconostocmesenteroides, a w mniejszym stopniu Lactococcuslactis, Wytwarzają one C02, który powoduje intensywne „burzenie się soku nad masą poszatkowanej kapusty, jak również kwas masłowy, propionowy, bursztynowy, octowy i in. oraz estry, nadające kapuście kwaszonej charakterystyczny smak i zapach. Ten etap trwa ok. 5 dni i doprowadza do spadku kwasowości kapusty do pH 4. Powoduje to zahamowanie wzrostu bakterii gnilnych i z grupy coli, które pocałkowitym usunięciu tlenu ze środowiska oraz wytworzeniu ok. 0,7-1% kwasu mlekowego giną, ustępując miejsca pałeczkom, głównie Lactobacillusbrevis i Lactobacillusplantarum.
 Bakterie te w dalszym ciągu prowadzą proces fermentacji,w wyniku czego stopniowo zwiększa się zawartość kwasu mlekowego w produkcie; poczym zostają zastąpione przez Lactobacilluspentoaceticus, który prowadzi końcowy etap fermentacji.
 Etap drugi fermentacji, trwający 10-16 dni, jest prowadzony w temperaturze obniżonej do kilkunastu stopni Celsjusza, natomiast etap trzeci – dofermentowanie i przechowywanie – w kilku stopniach Celsjusza. Powoduje to spowolnienie procesu fermentacji, ale również hamuje możliwy wzrost mikroflory szkodliwej. W zasadzie drobnoustroje szkodliwe, powodujące zepsucie kapusty kwaszonej, to psychrofilne beztlenowce, które powodują rozkład białek. Do swego rozwoju muszą jednak mieć środowisko zbliżone do obojętnego, którego nie ma w kapuście kwaszonej.
 Po zakończeniu fermentacji, trwającej ok. 2-3 tygodni, kwaszona kapusta zawiera ok. 1,5-1,8% kwasu mlekowego, 0,3% kwasu octowego i 0,4% alkoholu etylowego. Jej kwasowość mieści się w zakresie pH 3,4-3,5. Należy ją chronić przed dostępem tlenu, aby zapobiec rozwojowi drożdży i pleśni, które mogą powodować odkwaszenie produktu, jak również zmiany smaku, zapachu czy barwy.
 Ogórki kwaszone są bardzo popularnym rodzajem żywności fermentowanej pochodzenia roślinnego. Ich walory smakowe i zapachowe powodują, że mają duże zastosowanie do przyrządzania potraw. Dodatkowo sok z ogórków kwaszonych bardzo skutecznie gasi pragnienie i jest stosowany do wytwarzania różnych napojów, zup itp. Walory odżywcze ogórków kwaszonych są dużo mniejsze od walorów odżywczych kapusty kwaszonej.
 Odpowiedniej odmiany, wielkości i jakości ogórki myje się bardzo dokładnie wodą oraz czyści szczoteczkami, a następnie upakowuje pionowo w beczkach lub kontenerach. Czasami, gdy istnieje podejrzenie silnego zanieczyszczenia lub zainfekowania powierzchni, ogórki sparza się gorącą wodą.
 Upakowane ogórki zalewa się solanką. Stężenie NaCl w solance zależy od masy ogórków oraz stosunku objętości zajmowanej przez ogórki do objętości wolnej przestrzeni między nimi. W efekcie końcowym zawartość soli w soku i w ogórkach kwaszonych powinna wynosić 2-3%. W praktyce, najczęściej stosuje się solankę o zawartości ok. 8% soli kuchennej.
 Podczas procesu fermentacji sól dyfunduje do wnętrza ogórków, a sole mineralne, białka i sacharydy zawarte w ogórkach przechodzą do solanki. W efekcie zmniejsza się zawartość soli w solance, maleje jej ciśnienie osmotyczne, wzbogaca się ona w składniki odżywcze i przez to staje się odpowiednim środowiskiem do rozwoju mikroflory kwaszącej.
 Przebieg procesu fermentacji jest nieco inny niż w przypadku produkcji kapusty kwaszonej. Występują tu trzy rodzaje i trzy etapy fermentacji. Pierwszy etap to wytwarzanie gazów H2 i C02 przez bakterie z rodzaju Enterobacter, drugi – wytwarzanie alkoholu etylowego i C02, trzeci – wytwarzanie kwasu mlekowego przez bakterie mlekowe, początkowo przez Leuconostocmesenteroides, a następnie przez Lactobacillusbrevis i Lactobacillusplantarum.
 Często na powierzchni solanki pojawia się białokremowa warstwa, która składa się z komórek drożdży i pleśni. Należy ją usuwać, ponieważ tworzące ją drobnoustroje mogą odkwaszać solankę oraz negatywnie wpływać na cechy organoleptyczne gotowego produktu.
 Innym niebezpieczeństwem wynikającym z zakażenia produktu bakteriami z gatunku Bacillusmesentericus lub grzybami strzępkowymi jest utrata jędrności ogórków, a następnie ich całkowite rozpuszczenie się w solance, na skutek działania enzymów pektynolitycznych.
Współczesne Techniki ZamraŜania
Temat: Zmiany mikrobiologiczne w mroŜonejŜywności
– problem odporności drobnoustrojów na niskie temperatury
Co to sądrobnoustroje?
– Sąto organizmy Ŝywe widoczne w powiększeniu od 100 do kilku tysięcy razy
– Sąorganizmami zmiennocieplnymi o zróŜnicowanych wymaganiach
temperaturowych i ich funkcje Ŝyciowe odbywaćsięmogątylko w pewnych
granicach temperatury.
– Temperaturowe minimum rozwoju drobnoustrojów jest stosunkowo szerokie
i kształtuje sięw zakresie od nawet 10 do – 10°C, a dla niektórych gatunków
pleśni jeszcze niŜej.
Podział drobnoustrojów:
•Wirusy – składająsięwyłącznie z cząsteczki kwasu nukleinowego
otoczonego powłokąbiałkową. Wirusy zalicza siędo
bezwzględnych pasoŜytów.
•Bakterie – posiadająbardziej niŜwirusy skomplikowanąbudowę,
wyposaŜenie enzymatyczne. Bakterie powodująwiele przemian
mikrobiologicznych takich jak: reakcje gnilne lub fermentacyjne.
•Grzyby mikroskopowe – zaliczane sądo największych rozmiarami
drobnoustrojów, zalicza siędo nich droŜdŜe i pleśnie.
Rodzaje drobnoustrojów ze względu na róŜne wymagania dotyczące
temperatury.
Psychrofile – (zimnolubne) rozmnaŜająsięw niskich temperaturach,
mogąpowodowaćszkody podczas chłodniczego
przechowywania Ŝywności.
Mezofile –optimum rozwoju mieści sięw granicach od 20 do 37°C.
Termofile – drobnoustroje ciepłolubne, odznaczająsięwysokim optimum
i maksimum wzrostu.
2
Czynniki wpływające na przemiany mikrobiologiczne.
Temperatura:
– warunki chłodnicze w większym stopniu hamująrozwój mikroflory
mezofilnej przy zachowanej aktywności bakterii psychrofilnych,
– obniŜenie temperatury o 10°C powoduje dwu- czterokrotny spadek
szybkości reakcji procesów enzymatycznych,
– jednakowe zmiany temperatury poniŜej 0°C działająod 3 do 5-krotnie
silniej niŜw wyŜszych temperaturach,
– procesy przemiany materii w niskich temperaturach ustająwtedy, gdy
plazma komórkowa ulega zamroŜeniu i transport substancji staje się
niemoŜliwy.
Aktywnośćwody aw:
– charakteryzuje zawartośćwody w środowisku, dla czystej wody wynosi
1,0 dla środowiska bezwodnego wynosi 0,0
– największe znaczenie mająminimalne wartości, przy których moŜliwy
jest rozwój i aktywnośćŜyciowa drobnoustrojów
bakterie – aw~0,9; T~ od -5 do -8°C
droŜdŜe – aw~0,88; T~ od -10 do -12°C
pleśnie – aw~0,75; T~ od -12 do -15°C
Odczyn podłoŜa – pH:
droŜdŜe i pleśnie lepiej rozwijająsięw środowisku kwaśnym
– bakterie w środowisku obojętnym
Dostępnośćtlenu:
– drobnoustroje mogąrozwijaćsięw obecności tlenu lub w przypadku jego
braku, przy czym róŜnica między nimi polega na sposobie wytwarzania
energii.

Podział drobnoustrojów:
Tlenowce
Beztlenowce
 3
Względne beztlenowce – mikroaerofile
SzybkośćrozmnaŜania mikroorganizmów.
a – faza letalna – komórki zwiększająswoje wymiary i pojawiająsięprocesy
przemiany materii,
b – faza przyspieszonego wzrostu,
c – faza logarytmiczna – rozmnaŜanie komórek przebiega z największą
szybkościąi równomiernością,
d – faza zwolnionego wzrostu,
e – faza stacjonarna – liczba drobnoustrojów pozostaje na stałym poziomie,
przyrost komórek równowaŜony jest ich
wymieraniem,
f – faza obumierania – stopniowy spadek populacji mikroorganizmów
Wpływ zamraŜania na zmiany mikrobiologiczne.
ZamraŜanie powoduje zmiany struktury i konsystencji, zmiany
fizykochemiczne i straty masy, a takŜe:
– powoduje spadek aww środowisku i uszkodzeniom struktur drobnoustrojów
przez powstające kryształki lodu.
– komórki uszkodzone podczas zamraŜania mogąstanowić90% liczby bakterii,
które przeŜyły,
– powoduje zmniejszenie przestrzeni rozpuszczalnej w tkankach, w wyniku
tworzenia siękryształów lodu następuje wzrost stęŜenia substancji
rozpuszczalnych, w temperaturze – 30°C faza płynna jest ograniczona do
punktowych wzajemnie izolowanych skupisk roztworu, mniej szkodliwych dla
mikroflory.
4
– powoduje zmianęczynników takich jak: odczyn pH, siła jonowa, lepkość,
ciśnienie osmotyczne, napięcie powierzchniowe, potencjał utleniającoredukujący;
które stanowiąefekt niszczący komórki lub ich mutację,
– wymroŜenie prawie całej ilości wolnej wody hamuje procesy mikrobiologiczne
w zamroŜonych produktach i powoduje, Ŝe ich stan sanitarny jest na ogół lepszy
niŜproduktów świeŜych lub schłodzonych,
– następujązmiany morfologiczne komórek drobnoustrojów, bakterie mogą
tworzyćnietypowe, nitkowate formy komórkowe zwane filamentami.
Zmiany mikrobiologiczne w produktach spoŜywczych.
Zmiany mikrobiologiczne w rybach.
– Zmiany przechowalnicze zachodząpod wpływem endogennych enzymów,
biochemicznej działalności mikroflory i pasoŜytów oraz wskutek przemian
fizycznych i reakcji chemicznych.
– Surowce rybne wymagająścisłego przestrzegania niskich temperatur
przechowywania, aby wyeliminowaćryzyko wzrostu przetrwalnikujących
bakterii chorobotwórczych. Niskie temperatury w granicach -18°C do -20°C
powodujązahamowanie wzrostu mikroflory, ale dopiero temperatura -30°C
doprowadza do unieczynienia rozkładczych enzymów bakteryjnych.
– Temperatura odgrywa bodajŜenajwaŜniejsząrolę. Od niej zaleŜy bowiem czas
trwania l generacji bakteryjnej. W temperaturze ok. +20°C czas ten wynosi 10
do 20 minut. W chłodni wydłuŜa sięnatomiast do 8 godzin, a w mroźni, w
temperaturze ok. -10°C, trwaćmoŜe nawet do 200 dni. Przestrzeganie
odpowiednich parametrów chłodzenia umoŜliwia stąd dłuŜsze w czasie
przechowalnictwo.
Zmiany mikrobiologiczne w owocach.
– W owocach mroŜonych bez płukania (malinach, czarnych jagodach, czarnych
porzeczkach) bezpośrednio po zamroŜeniu w temp. -30°C stwierdzono spadek
liczby:
– bakterii do 13-16%,
– droŜdŜy do 2-18%.
– Obróbka wstępna truskawek początkowo wpływa na spadek (po płukaniu), a
następnie na nieznaczny wzrost wyjściowego zakaŜenia surowca zarówno
bakteriami, jak i droŜdŜami. ZamraŜanie redukuje ogólnąliczbę:
– bakterii do 30%,
– droŜdŜy do 27%.
5
Zmiany mikrobiologiczne w truskawkach.
– ogólna liczba drobnoustrojów tlenowych mezofilnych w l g mieściła sięw
granicach od 1,0 x 102 do 4,1 x 103 j.t.k.
– liczba pałeczek z grupy coli w l gramie truskawek była mniejsza od 3 j.t.k
– wartośćśrednia liczby pleśni wyniosła 2,4 x 102 j.t.k./g, a droŜdŜy wyniosła 7,l
x 102 j.t.k./g
– oceniane truskawki spełniały przepisy krajowe i zagraniczne dotyczące
maksymalnych poziomów bakterii w tym Escherichia coli, Salmonella,
Staphylococcusaureus, Listeriamonocytogenes, droŜdŜy i pleśni, laseczek
beztlenowych.
Zmiany mikrobiologiczne w warzywach.
Mikrobiologiczny obraz zakaŜeńmarchwi w róŜnych fazach cyklu
produkcyjnego przedstawiono na rysunku poniŜej
I – surowiec, II – po ocieraczce, III – po blanszowniku, IV – za przenośnikiem, V – po
krajalnicy. VI – po zamroŜeniu, VII – gotowy wyrób
6
Zawartośćbakterii w fasolce w poszczególnych fazach przerobu:
– po blanszowaniu i schłodzeniu…………………. 8,5%
– przed mroŜeniem…………………………………33,5%
– po zamroŜeniu w temp. -28°C …………………..10,5%
– po 4 miesiącach przechowywania w temp.-20°C ..2,5%
Rys. Spadek populacji bakterii w fasolce podczas przechowywania.
– duŜy spadek początkowego zakaŜenia podczas przechowywania przy
znacznych wahaniach temperatury od -6,7 do -17,7 °C.
Zmiany mikrobiologiczne w wyrobach mącznych i ziemniaczanych.
W procesie zamraŜania wyrobów mącznych i ziemniaczanych ginie:
– 67-87% tlenowych bakterii mezofilnych,
– 14-32% bakterii psychrotrofowych
– 4,4-11,8% bakterii tlenowych przetrwalnikujących
Poziom zanieczyszczenia bakteriami z grupy Coli zmniejsza się10- a
nawet 100-krotnie. Natomiast liczba enterokoków na ogół nie zmienia sięw
stosunku do stanu przed zamroŜeniem.
Zmiany mikrobiologiczne w mleku.
– wiele bakterii psychrotrofowych wyizolowanych z mleka, produkuje
zewnątrzkomórkowe enzymy, które rozkładająbiałko i tłuszcz mleka,
7
– wszystkie badane gatunki posiadały pewien stopieńaktywności degradacyjnej,
a więc stanowiły znaczące zagroŜenie dla jakości mleka i produktów
mleczarskich,
– zazwyczaj źródłem zakaŜenia surowego mleka bakteriami coli jest przewód
pokarmowy krowy w wyniku zakaŜenia odchodami z podłoŜa (ze ściółki) lub
wymienia.
Odpornośćdrobnoustrojów na niskie temperatury.
Ogólna charakterystyka.
•Odpornośćdrobnoustrojów na niskie temperatury jest znacznie większa
niŜna temperatury wysokie. Przemiany mikroflory produktów podczas
zamraŜaniawyraŜająsięw zaniku ich zdolności rozwojowych oraz w
redukcji ogólnej liczby drobnoustrojów, głównie w wyniku przemiany
fazowej wody w lód.
•Rozwój drobnoustrojów w niskich temperaturach jest wynikiem ich
adaptacji do zmienionych warunków środowiska lub ich mutacji.
Drobnoustroje odporne na zamraŜanie majądwie wspólne cechy:
•aktywne systemy enzymatyczne,
•błony biologiczne nie zestalające sięw tych warunkach.
•Komórki drobnoustrojów lepiej znoszązamraŜanie szybkie od powolnego
i reagująpodobnie na odtajanie. Szczególnie krytyczne sątemperatury
bliskie punktu zamarzania soku komórkowego (od -4 do -10°C).
8
•Podczas zamraŜania kultur drobnoustrojów tylko częśćkomórek zamiera,
podczas gdy większośćpozostaje przy Ŝyciu. Komórki Str. lactis
zawieszone w wodzie lub w ŜelatynieprzeŜywały 111-dniowe zanurzenie
w ciekłym powietrzu przy – 191°C. Przetrwalniki bakterii i zarodniki
pleśni zatopione pod próŜniąw fiolkach szklanych, po zanurzeniu w
ciekłym helu w temp. od -269 do -271°C, częściowo jeszcze kiełkowały
po przeszczepieniu do odpowiedniej poŜywki.
•Opornośćna niskie temperatury zwiększa sięze wzrostem stęŜenia
substancji rozpuszczalnych. Na przykład Aspergillus nigerw l %
roztworze glukozy obumiera w temp. -2°C, podczas gdy w 40%
roztworze dopiero w temp. -20°C.
•Częśćdrobnoustrojów ginie podczas przechowywania w stanie
zamroŜonym. Nie ma jednak takiej niskiej temperatury, która byłaby
śmiertelna dla całej populacji drobnoustrojów. Wynika to z procesu
powstawania przetrwalników bakterii.
Przetrwalniki bakterii.
Schemat tworzenia przetrwalników:
Początek podziału protoplazmy
Septasporulacyjna zamknięta
tworzenie otoczki protoplazmy przetrwalnika
tworzenie ściany przetrwalnika
9
dojrzały przetrwalnik
zewnętrzna otoczka przetrwalnika
cortex
ścianka komórkowa przetrwalnika
protoplazma
Kiełkowanie przetrwalników.
1 – przetrwalnik w stadium spoczynku
2 – przetrwalnik spęczniały wskutek wchłoniącia wody
3 – pęknięta otoczka przetrwalnika
10
4 – pęknięta otoczka przetrwalnika ulega przełamaniu przez wyrastającą
komórkębakteryjną
5– komórka wegetatywna po pierwszym podziale
Wnioski.
Ogólnie moŜna stwierdzić, Ŝe jakośćzamroŜonych produktów
Ŝywnościowych w aspekcie mikrobiologicznym zaleŜy od czterech
podstawowych czynników:
•ilości i składu mikroflory produktu w momencie jego zamroŜenia,
•efektów letalnych obróbki zamraŜalniczej,
•rozmnaŜania siędrobnoustrojów skrajnie odpornych przy wzroście
temperatury produktów podczas przechowywania powyŜej -10°C,
•rozmnaŜania sięnie uśmierconej mikroflory produktów po ich
rozmroŜeniu
Zmiany jakościowe w mroŜonejŜywności sąwypadkową
szczątkowych przemian biochemicznych i chemicznych oraz specyficznych
przemian czysto fizycznych, zachodzących pod wpływem niskich temperatur,
głównie na powierzchni produktów. Stosunkowo nieznaczne rozmiary tych
zmian pozwalająuzyskiwaćwielomiesięcznątrwałośćzamroŜonych produktów,
z maksymalnym zachowaniem ich naturalnych cech wyjściowych.
Przyjmuje się, Ŝe produkty zamroŜone, przechowywane w
temperaturze poniŜej -12°C, sąw pełni zabezpieczone przed formami
mikrobiologicznego psucia się. Właściwie wyprodukowane, zamroŜone,
przechowywane i rozmroŜone produkty nie stwarzajązagroŜeńzdrowotnych. W
praktyce światowej mroŜonaŜywnośćbywa tylko sporadycznie powodem zatruć
pokarmowych toksynami wytworzonymi przez drobnoustroje w produkcie przedzamroŜeniem
ZMIANY WARTOŚCI ODŻYWCZEJ PODCZAS PRZECHOWYWANIA I PRZETWARZANIA ŻYWNOŚCI

Większość artykułów żywnościowych przed spożyciem poddawana jest różnym procesom przetwórczym i krócej lub dłużej przechowywana. Przechowalnictwo i przetwórstwo — to świadome działania człowieka zmierzające do uzyskania stałego dostępu do pożywienia, niezależnie od pory jego wytwarzania. Podstawowe wymagania stawiane produkowanej żywności to: bezpieczeństwo pod względem zdrowotnym, wysoka wartość odżywcza i akceptowane cechy organoleptyczne (smak, zapach, barwa, struktura i konsystencja) oraz wymagania użytkowe (np. łatwość przekształcania w potrawę). Działalność człowieka w tym zakresie obejmuje: zbiór surowców roślinnych i zwierzęcych; transport i przechowalnictwo surowców; proces technologiczny; transport i przechowalnictwo produktów; obróbkę kulinarną, czyli przygotowanie do spożycia w domu lub zakładzie gastronomicznym.
Zasadniczym celem wszystkich podejmowanych przez człowieka zabiegów składających się na procesy technologiczne jest:
1) zabezpieczenie zdrowotne (higieniczne) surowców, półproduktów i produktów gotowych oraz
2) udostępnienie do spożycia produktów, które bez uprzedniego przygotowania (np. obróbki termicznej) nie nadają się do konsumpcji.
Podczas tych zabiegów pewne straty składników odżywczych są nie uniknione, choć dla większości składników są one niewielkie. Do daleko posuniętych jakościowych i ilościowych zmian w składzie produktów i wyraźnego obniżenia ich wartości odżywczej może dochodzić wówczas, gdy procesy technologiczne prowadzone są niewłaściwie lub gdy nadrzędnym ich celem jest nadanie produktom pożądanych cech Teologicznych.
Znaczenie strat składników odżywczych w poszczególnych produktach powinno być rozważane w odniesieniu do całej racji pokarmowej. Straty poniesione w procesie technologicznym nie mają praktycznego znaczenia wówczas, gdy produkt wnosi niewielką część dziennego spożycia składnika. Minimalizacja strat wydaje się natomiast szczególnie konieczna, jeśli dotyczą one produktu będącego głównym źródłem danego składnika odżywczego w diecie, np. wapnia w mleku dla dzieci, witamin w grupy B w produktach zbożowych dla dorosłych.
Dla większości produktów zmiany wartości odżywczej podczas przemysłowego ich przetwarzania są ilościowo i jakościowo podobne do tych, które

Tabela 1. Skumulowane straty witaminy C w procesach technologicznych i obróbce kulinarnej groszku
Straty witaminy C w groszku
świeży (%) mrożony (%) puszkowany (%) suszony (%)
— blanszowanie 25 blanszowanie 30 blanszowanie 25
— mrożenie 25 apertyzacja 40 suszenie 55
— rozmrażanie 30 —
gotowanie 55 gotowanie 60 odgrzewanie 65 gotowanie 75

zachodzą podczas obróbki technologicznej w warunkach gospodarstwa domowego (tabela 1.). Produkcja przemysłowa jest jednakże standaryzowana i kontrolowana, dlatego zachodzące w jej toku zmiany wartości odżywczej w stosunku do przetwórstwa domowego podlegają mniejszym wahaniom.
Spośród wielu rodzajów procesów stosowanych w przechowalnictwie i przetwórstwie żywności na wartość odżywczą pożywienia w istotny sposób wpływają procesy: mechaniczne, dyfuzyjne, chemiczne, biotechniczne (biotechnologiczne), a przede wszystkim cieplne. Procesy mechaniczne przeważają we wstępnej fazie obróbki kulinarnej i w przetwórstwie żywności, prowadzącym do oczyszczania lub koncentracji produktu, np. w przemyśle zbożowo-młynarskim. Powodują one ubytek substancji odżywczych znajdujących się w warstwach powierzchniowych (błonnika, skadników mineralnych). Procesy dyfuzyjne zachodzą zarówno podczas destylacji, suszenia i ekstrakcji, jak i w czasie moczenia, blanszowania, gotowania czy duszenia. Mogą one być przyczyną strat rozpuszczalnych białek, witamin oraz składników mineralnych przechodzących do wody, wywaru lub sosu. Na procesie dyfuzji oparta jest również odwrócona osmoza, przebiegająca jednakże prawie bez strat wartości odżywczej. Proces uwodornienia (utwardzania) tłuszczów jest przykładem chemiczne¬go procesu przetwórczego, powodującego zdecydowanie niekorzystne zmiany wartości odżywczej, które wiążą się z ubytkiem niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) oraz wytworzeniem izomerów przestrzennych (trans) i izomerów pozycyjnych nienasyconych kwasów tłuszczowych. Stosowane w technologii żywności operacje biotechniczne (np. fermentacja), z reguły przyczyniają się do podwyższenia wartości odżywczej pożywienia (np. zwiększając zawartość witamin z grupy B w pieczywie).
Procesy cieplne są najczęściej stosowane w przechowywaniu i przetwarzaniu żywności. O ile chłodzenie i zamrażanie przyczyniają się do minimalizacji strat składników odżywczych w przechowywanych surowcach, produktach spożywczych i potrawach, o tyle ogrzewanie, które jest podstawą utrwalania żywności i przyrządzania potraw, ma na wartość odżywczą produktu wpływ zarówno korzystny, jak i niekorzystny. Podczas ogrzewania zachodzą w żywności zmiany natury fizycznej i chemicznej, w wyniku których produkty surowe są bardziej akceptowane pod względem smaku, zapachu i barwy, wzrasta ich strawność oraz zdolność utrzymywania jakości przez dłuższy czas.

Żywność jest najczęściej poddawana ogrzewaniu na jeden z trzech sposobów:
bezpośrednio, z dodatkiem tłuszczu lub bez (w temperaturach 120-250°C), np. podczas prażenia, ekstruzji, grilowania i pieczenia;
w wodzie (w temperaturze do 121 °C), np. podczas blanszowania, pasteryzacji, sterylizacji oraz gotowania i duszenia;
w tłuszczu lub syropie (w temperaturach 155-225°C), np. smażenie mięsa lub konfitur, utwardzanie i rafinacja (odwanianie) olejów roślinnych.
Korzystnym efektem ogrzewania jest podwyższenie dostępności biologicznej składników pokarmowych, głównie węglowodanów i białek. W przypadku niektórych produktów spożywczych ogrzewanie jest warunkiem koniecznym dla ich spożycia, warunkując podatność na trawienie, np. skrobi w ziemniakach i produktach zbożowych lub usunięcie substancji antyżywieniowych, np. inhibitorów proteinaz z nasion roślin strączkowych. Proces termicznej obróbki mięsa wywołuje podwyższenie strawności białka (tym większe, im więcej jest tkanki łącznej), głównie wskutek denaturacji, która ułatwia enzymom trawiennym dostęp do wiązań peptydowych. Efekt ten może być jednak niwelowany w wyniku nieenzymatycznego brunatnienia lub nadmiernego odwodnienia białka, co może mieć miejsce podczas pieczenia, smażenia
i grilowania.
Podczas obróbki termicznej mleka zachodzi reakcja laktozy z białkami, której efekt zauważalny jest nieznacznie w mleku pasteryzowanym, a silnie — w sterylizowanym i zagęszczonym.
Dzięki wywołaniu zmian we właściwościach fizykochemicznych błonnika ogrzewanie wpływa też na biodostępność składników mineralnych.
Powodowane przez ogrzewanie straty zawartości składników odżywczych są tym większe, im wyższa jest temperatura i dłuższy czas jej oddziaływania, a potęguje je użycie nadmiernej ilości wody. Straty te mogą być zmniejszone, gdy soki wyciekowe (z mięsa) lub wywar (np. po gotowaniu warzyw) zostaną wykorzystane do przygotowania sosu lub zupy. Zwykle więcej składników odżywczych traci się przy ogrzewaniu w większych naczyniach i w przypadku produktów o konsystencji stałej z powodu wolniejszego przenikania ciepła do ich wnętrza. Wielkość strat uzależniona jest także od kwasowości produktu oraz dostępu tlenu i światła, dlatego trudno dokładnie określić rzeczywisty stopień zmniejszenia wartości odżywczej każdego asortymentu ogrzewanej żywności.
Największe straty, obejmujące wszystkie składniki odżywcze, zachodzą podczas ostatecznego przygotowania pożywienia w gospodarstwie domo¬wym i w zakładach gastronomicznych. Żywność, w tym warzywa i owoce są często nadmiernie rozdrabniane i gotowane w dużej ilości wody (a nie w parze), co ułatwia wypłukiwanie i destrukcję składników odżywczych. W zakładach gastronomicznych pożywienie jest ogrzewane, odgrzewane lub przetrzymywane w podgrzewanych stołach w temperaturze około 75°C, niekiedy kilka godzin (w czasie słabego ruchu lub przy słabym popycie).
Najkorzystniejsze, z punktu widzenia retencji składników odżywczych, jest ogrzewanie w wodzie żywności mrożonej i pakowanej w woreczki, które uniemożliwiają bezpośredni kontakt żywności z wodą i tlenem, lub ogrzewanie w naczyniach do „gotowania na parze”, względnie ogrzewanie w kuchni mikrofalowej.
Badania nad kinetyką strat składników odżywczych podczas procesów przetwarzania żywności są stosunkowo nowym obszarem zainteresowania nauki. Prawidłowe ich oszacowanie jest zadaniem niezmiernie trudnym, gdyż zmienność zawartości składników nie jest znana, a warunki procesu często nie są porównywalne. Najbardziej użyteczne jest rozważenie kierunków zmian wartości odżywczej zależnie od warunków prowadzenia procesu technologicznego.
W czasie przechowywania i przetwarzania żywności składniki odżywcze podlegają działaniu czynników fizykochemicznych, takich jak: temperatura, tlen, światło, pH. Skutki tego działania zależą od zakresu i czasu trwania ekspozycji na dany czynnik lub czynniki (tab. 2). Rozpuszczalne w wodzie

Tabela 2. Wpływ wybranych procesów i czynników fizykochemicznych na zmiany wartości odżywczej składników żywności

składniki mogą być ponadto wypłukiwane z produktów spożywczych podczas procesów technologicznych zachodzących z udziałem wody (moczenia, blanszowania i gotowania). Zakres oddziaływania tych czynników jest różny dla różnych składników odżywczych. I tak, nierozpuszczalne białka, węglowodany i składniki mineralne oraz witamina K., biotyna i niacyna są względnie stabilne podczas przetwarzania i przechowywania żywności (tab. 3). Znacznie bardziej wrażliwe są witaminy A, D, E, B6, B12, B-, kwas pantotenowy i kwas askorbinowy oraz jednonienasycone kwasy tłuszczowe. Najbardziej podatne na wpływy obróbki technologicznej są witaminy Bj i C oraz wielonienasycone kwasy tłuszczowe, stąd ich straty podczas procesów termicznych, niewłaściwego przechowywania i złych praktyk kulinarnych są największe.
Na ogół krótkotrwałe (sekundowe) działanie wyższej temperatury (np. 140°C) w mniejszym stopniu obniża wartość odżywczą pożywienia aniżeli poddanie go działaniu umiarkowanej temperatury (np. 90°C), lecz przez dłuższy czas. Podobnie przemysłowe zamrażanie w temp. od -30°C do -40°C jest korzystniejsze dla utrzymania wartości odżywczej i trwałości produktu niż zamrażanie w warunkach domowych w temp. od -15°C do -20°C. Tlen, nawet w bardzo małym stężeniu, działa destrukcyjnie na witaminę A, E, C i folacynę. Niektóre składniki, np. wit. B2 i A, są szczególnie wrażliwe na światło (promienie słoneczne). Traktowanie produktu dwutlenkiem siarki w celu przedłużenia trwałości i zachowania barwy z jednej strony chroni wit. C, z drugiej zaś powoduje straty w zawartości tiaminy. Poddanie żywności procesom fermentacyjnym z wytworzeniem kwasów organicznych lub dodatek środków obniżających pH zmniejsza straty takich składników odżywczych, jak wit. C, B6 i B1. Alkaliczność kakao dodawanego do ciastek jest czynnikiem destrukcyjnym dla zawartej w nich tiaminy. Niektóre ze składników odżywczych, np. niacyna i składniki mineralne, są praktycznie oporne na działanie wszystkich czynników, oprócz wypłukiwania. Straty wszystkich rozpuszczalnych w wodzie składników odżywczych mają też miejsce podczas rozmrażania żywności na skutek wycieku, są one tym mniejsze im łagodniej proces ten się prowadzi. Witamina C w formie kwasu L-askorbinowego jest wrażliwa na ogrzewanie, a w formie kwasu dehydroaskorbinowego – na obecność tlenu (i jonów metali), a ponadto jest nietrwała w środowisku obojętnym i zasadowym. Półokres trwania kwasu dehydroaskorbinowego przy pH 6,0 w 70°C wynosi mniej niż 2 min i to niezależnie od obecności tlenu. Dezintegracja tkanki przez zgniecenie (zmacerowanie) lub zamrożenie warzyw liściastych wywołuje uwolnienie oksydazy i straty wit. C sięgające 100% jej wyjściowej zawartości. Duże straty wit. C, sięgające 60 -80%, mają miejsce podczas przetrzymywania ugotowanych warzyw w podwyższonych temperaturach przed podaniem do spożycia oraz podczas ich przechowywania w lodówce do następnego dnia. Przeciętne straty wit. C spowodowane obróbką termiczną w warunkach domowych sięgają 70% w warzywach liściastych i 40% w warzywach korzeniowych. Świeże warzywa w okresie między zbiorem a spożyciem tracą do 40% wit. C, jeśli czas ekspozycji na tlen nie jest zbyt długi. Rozdrabnianie owoców i warzyw przyspiesza utlenianie kwasu askorbinowego. Przygotowu¬jąc sałatkę z kapusty i przechowując ją przez dwie godziny powoduje się 50-procentową stratę wit. C; plasterkowanie ogórków i przetrzymanie przez jedną godzinę prowadzi do 30-procentowego ubytku tej witaminy. Straty wit. C w mrożonych koncentratach soku pomarańczowego lub w sokach pakowanych w hermetyczne puszki i butelki wynoszą mniej niż 10%, podczas gdy soki w opakowaniach z papieru pokrytego woskiem lub polietylenem, nawet przechowywane w lodówkach, mogą tracić do 75% wit. C w ciągu 3 tygodni. Napoje nasycone CO2, zawierające do 20% soku, oraz produkty ziemniaczane typu instant przeważnie w ogóle nie zawierają wit. C, jeśli nie zostaną w nią wzbogacone. Przetrzymywanie ziemniaków puree przez 60 min w temp. 82°C prowadzi do straty 36% wit. C. Frytki zachowują nawet do 75% zawartości wit. C dzięki ochronnemu działaniu warstwy pochłoniętego oleju i efektowi dehydratacji ziemniaków podczas smażenia.
Tiamina jest najbardziej niestabilną witaminą spośród witamin grupy B, z tym że najmniej trwała jest ona w formie pirofosforanu tiaminy, którego zawartość w niektórych produktach przekracza 50% ogólnej zawartości. W niskich temperaturach tiamina jest łatwo degradowana w środowisku obojętnym lub alkalicznym. Retencja tiaminy w pieczywie (o pH 5,8) wynosi od 75 do 80%, ale jej zawartość spada do zera (jest całkowicie degradowana) w ciastkach kakaowych, które mają odczyn alkaliczny (pH 8,0), Duże straty tej witaminy (do 75%) zachodzą podczas przemiału zbóż. Retencja tiaminy w gotowanym i przetworzonym technologicznie mięsie mieści się w zakresie od 40% — dla produktów napromieniowanych, do około 85% – dla produktów łagodnie konserwowanych. Gotowanie mięsa w warunkach domowych pozwala zachować 40 100%, a pieczenie 50-60% wyjściowej zawartości tiaminy. Podczas tradycyjnej pasteryzacji mleka zniszczone zostaje 10%
zawartej w nim tiaminy, a 30% i więcej traci się jej podczas zagęszczania mleka. Krótkotrwała pasteryzacja metodą UHT przeprowadzona w prawidłowy sposób obniża zawartość tiaminy jedynie o 3 4%, a prawidłowo przeprowadzone suszenie mleka metodą rozpyłową powoduje straty od 5 do 15%. W konserwach warzywnych tiamina i inne witaminy rozpuszczalne w wodzie są rozmieszczone w części stałej i ciekłej. Zalewa zawiera przeciętnie 30% tiaminy i tę część konsumenci zwykle odlewają. Puszkowane warzywa i owoce przechowywane przez rok w temp. 19 oC wykazują minimalne straty tiaminy, podczas gdy przy ich przechowywaniu w temp. 29°C straty tej witaminy sięgają od 15 do 25%. Dwutlenek siarki rozszczepia tiaminę na część pirymidynową i tiazolową, dlatego straty tej witaminy podczas blanszowania kapusty z użyciem dwutlenku siarki sięgają 45%, w porównaniu z 15% przy blanszowaniu bez użycia SO2. Tiamina może być również degradowana przez enzymy tiaminazy, obecne m.in. w surowych rybach. Niektóre produkty jej degradacji są związkami lotnymi o zapachu zielonej trawy.
Ryboflawina jest odporna na ogrzewanie w roztworze kwaśnym i w obecności łagodnych środków utleniających, lecz łatwo ulega rozpadowi pod wpływem światła, zwłaszcza w środowisku obojętnym i zasadowym. Domowe gotowanie grochu, fasoli i soczewicy pozwala zachować prawie 100% ryboflawiny przy krótkim i 75 80% przy długim czasie trwania obróbki. Ryboflawina jest trwała podczas przetwarzania mięsa i podczas gotowania (retencja 90%). Przy pieczeniu wołowiny i wieprzowiny retencja ryboflawiny wynosi 70 90%, jeśli zapobiegnie się wyciekaniu soku, który zawiera od 15 do 20% ogólnej zawartości tej witaminy.

Tabela 3. Główne czynniki fizykochemiczne wpływające na obniżenie zawartości poszczególnych składników odżywczych oraz oszacowana wielkość strat

Pasteryzacja i sterylizacja mleka powodują straty wit. B2 nie przekraczające 10%. Ekspozycja mleka na światło może wywołać w ciągu 2 h spadek zawartości ryboflawiny sięgający od 20 do 80%, zależnie od temperatury, powierzchni ekspozycji i intensywności światła. Światło fluorescencyjne jest przy tym mniej szkodliwe dla ryboflawiny od słonecznego.
Niacyna jest niewrażliwa na działanie światła i temperatury w całym zakresie pH pożywienia. Jednakże łatwo wypłukuje się podczas blanszowania lub płukania i z tego powodu obniża się jej zawartość w warzywach mrożonych i puszkowanych. Jeszcze wyższe straty, od 25 do 40%, mogą zachodzić podczas domowego przygotowywania do spożycia suchych nasion strączkowych, które są przez dłuższy czas moczone w wodzie. Niacyna może być także enzymatycznie degradowana w czasie dojrzewania mięsa.
Niacyna, z uwagi na jej rozmieszczenie w ziarnie, jest w stosunkowo znacznym stopniu usuwana podczas przemiału zbóż, który pociąga za sobą jej wysokie straty. Moczenie kukurydzy w wodzie wapiennej podczas przygotowywania niektórych potraw, np. tortillas, zwiększa dostępność biologiczną niacyny i wyjaśnia rzadkość pelagry u mieszkańców Ameryki Środkowej i Południowej spożywających tę potrawę.
Stabilność witaminy B6 w pożywieniu zależy od formy jej występowania i zakresu ekspozycji na temperaturę, pH oraz światło. Pirydoksamina, pirydok-sal i ich fosforany są mniej stabilne niż pirydoksyna, która jest najbardziej trwała przy pH 4,0-4,4. W termicznie przetworzonej żywności cześć zawartości witaminy B6 stanowi lizyno-pirydoksal charakteryzujący się bardzo niską przyswajalnością. Owoce i warzywa zawierają więcej pirydoksyny niż produkty pochodzenia zwierzęcego, dlatego w tych produktach retencja wit. B6 jest wyższa niż w mięsie i przetworach. W wyniku mrożenia warzyw i owoców zawartość pirydoksyny może obniżać się od 15 do 70%, a w czasie obróbki kulinarnej mięsa od 50 do 70%.
Podczas przemiału pszenicy straty wit. B6 wynoszą od 75 do 90%. Wypiek chleba niszczy 15% wit. B6, a dodatkowe około 10% ubywa w czasie jego przechowywania. Wit. B6 jest stosunkowo stabilna podczas pasteryzacji mleka oraz produkcji i przechowywania mleka w proszku. Jedynie puszkowane mleko zagęszczone zachowuje zaledwie 50-65% początkowej zawartości wit. B6, a gdy jest słodzone i poddawane łagodniejszej obróbce cieplnej — około 80%. Konserwa zawierająca fasolę z wołowiną zachowywała do 74% wit. B6. Podobne straty (20-30%) występowały podczas gotowania lub puszkowania warzyw. W przypadku koncentratu pomidorowego, który był konwencjonalnie odparowany i aseptycznie puszkowany, po 9-miesięcznym przechowywaniu retencja wit. B6 sięgała do 100%.
Wit. B6 w mleku jest dość wrażliwa na światło, a jej straty po 8 h ekspozycji na światło słoneczne dochodzą do 20%. Szybkość fotodegradacji zależy od formy, w jakiej witamina ta występuje; najbardziej stabilna jest pirydoksyna, najmniej pirydoksamina.
O stabilności biotyny w pożywieniu wiemy stosunkowo niewiele. Powszechnie uznaje się ją za względnie niewrażliwą na ogrzewanie, działanie rozcieńczonych kwasów i zasad oraz tlenu i światła. Odparowanie i proszkowanie mleka powoduje niewielkie straty biotyny (10-15%). Witamina ta jest trwała podczas domowego gotowania (np. zamrożonej fasoli) i nie przechodzi do wywaru, ponieważ zwykle jest związana chemicznie. Awidyna obecna w białku jaja kurzego wiąże biotynę, gdy jaja spożywa się na surowo. Poddawanie jaj obróbce termicznej (np. gotowaniu) denaturuje awidynę i w ten sposób udostępnia biotynę organizmowi.
Kwas pantotenowy jest umiarkowanie stabilny podczas przetwarzania i przechowywania żywności. Jest on stosunkowo trwały przy pH 5-7, ale wrażliwy na ogrzewanie przy pH 3-4. W czasie gotowania straty mogą dochodzić do 50%. Gotowanie ryżu powoduje nieznaczne zmiany zawartości witaminy. Pieczenie mięsa powoduje degradację jedynie 7-10% kwasu pantotenowego, a gdy dochodzi do wycieku straty te sięgają 25%. W nasionach roślin strączkowych, gotowanych w domu, retencja kwasu pantotenowego wynosi od 46% dla groszku, do 81 % dla soczewicy, zaś dla fasoli — zależnie od ilości użytej wody, od 70 do 90%. Wysokie straty kwasu pantotenowego, sięgające nawet 80%, mogą jednak zachodzić podczas produkcji żywności wysoko przetworzonej.
Folacyna jest bardzo wrażliwa na działanie wysokiej temperatury, promieni słonecznych oraz kwasowości poniżej pH 7. Świeże warzywa liściaste przechowywane w temperaturze pokojowej mogą tracić w ciągu 3 dni nawet do 70% jej ilości. Termiczny rozkład folacyny jest związany z reakcją utlenienia. Witaminę stabilizuje kwas askorbinowy, a jej destrukcję katalizują jony miedzi. W pożywieniu mogą być obecne naturalne inhibitory wykorzystania folacyny. Folacyna z gotowanej wątroby wołowej i surowej kapusty jest całkowicie dostępna dla organizmu, podczas gdy z gotowanej kapusty — zaledwie w 60%, przy czym strata folacyny może być powiązana z równoczesną utratą kwasu askorbinowego.
Folacyna jest słabo rozpuszczalna w wodzie, co nie przeszkadza jej wypłukiwaniu podczas gotowania czy blanszowania, np. w ten sposób traci się około 22% folacyny zawartej w szparagach i aż 84% w kalafiorze. Straty folacyny następują także podczas przetrzymywania żywności w wyższych temperaturach. Hamburgery przetrzymywane w cieple przez parę godzin zawierały jedynie ślady folacyny.
Nieskoniugowany kwas foliowy jest stabilny podczas pasteryzacji mleka, ale jego gotowanie pociąga za sobą straty folacyny sięgające od 40 do 90%. Z kolei fermentowanie mleka podwyższa poziom tej witaminy. W chlebie ogólna zawartość folacyny jest przeciętnie taka sama jak w cieście; zawartość witaminy wzrasta bowiem podczas fermentacji ciasta w wyniku syntezy dokonywanej przez drożdże, ale jednocześnie podobna jej ilość (około 10%) jest niszczona w czasie wypieku.
Witamina B12 jest mało wrażliwa na ogrzewanie przy pH 4-5, ale odparowywanie wody przy wysokim pH wywołuje jej szybką destrukcję, podobnie jak ekspozycja na światło. Destrukcję tę katalizują sole żelaza. Podczas obróbki kulinarnej jej straty mogą wynosić 7-30%. Pasteryzacja, jak i większość innych metod ogrzewania, ma minimalny wpływ na jej zawartość w mleku. Do produktów mlecznych znacznie zubożonych w wit. B12 należy zagęszczone mleko, w którym jej straty mogą sięgać 70-90%, a w mleku w proszku suszonym rozpyłowo 20 30%. Fermentowane produkty mleczne mają nieznacznie mniej wit. B,2 niż produkty nie poddane fermentacji, z wyjątkiem np. jogurtu produkowanego z użyciem bakterii fermentacji propionowej, który wykazuje jej podwyższoną zawartość.
Witamina A. Skoniugowane podwójne wiązania obecne zarówno w witaminie A, jak i w karotenoidach, czynią je wrażliwe na utlenianie, które nie tylko obniża wartość odżywczą, ale jest także odpowiedzialne za tworzenie obcego posmaku (np. mleka). Odwodnione produkty spożywcze tracą znaczne ilości tej witaminy w wyniku niewłaściwego przechowywania. Na przykład liofilizowana marchew pozostawiona na powietrzu przez 1-2 tygodni staje się biała, tracąc prawie całą zawartość karotenoidów. Równie wysokie straty wit. A zachodzą podczas przechowywania tłuszczów w nieodpowiednich warunkach.
Wrażliwość wit. A na światło jest bardzo duża i zależy od formy jej występowania. Zawartość wit. A w homogenizowanym mleku przechowywanym w opakowaniu szklanym po 3 h naświetlania światłem fluorescencyjnym obniża się o około 20%. Mleko odtłuszczone i wzbogacone w wit. A wykazywało większą wrażliwość na degradację pod wpływem światła aniżeli mleko pełne.
Obróbka termiczna może obniżać aktywność wit. A zawartej w żywności z powodu zmian zachodzących w karotenoidach, np. w konserwach warzywnych ma miejsce konwersja karotenoidów od bardziej aktywnych form trans do biologicznie mniej aktywnych izomerów cis. Zarówno retinol, jak i karotenoidy, są na ogół stabilne podczas zwykłych procesów kulinarnych i ich straty nie przekraczają 10-25%. Obserwowano obniżenie aktywności wit. A o 15-28% w puszkowanych warzywach zielonych i 30-35% w puszkowanych warzywach żółtych. Biodostępność karotenu z produktów o dużej zawartości błonnika (np. marchwi) może po obróbce termicznej wzrastać, co w pewnym stopniu wyrównuje ubytek aktywności witaminowej spowodowanej ds-izomeryzacją.
Witamina D jest wrażliwa zarówno na tlen, jak i na światło. Wnioskowanie o jej stabilności w przechowywanej i przetwarzanej żywności wymaga jednak dużej ostrożności z uwagi na trudności w jej ilościowym oznaczaniu. Trudności metodyczne, związane z brakiem dobrych metod analitycznych, występują również przy określaniu strat witaminy K, która wydaje się być wrażliwa na czynniki sprzyjające utlenianiu (światło, tlen, metale).
Witamina E (tokoferole i tokotrienole) jest efektywnym przeciwutleniaczem i łatwo ulega utlenieniu, które jest katalizowane nawet przez śladowe ilości miedzi lub żelaza. Ponieważ oleje roślinne są głównym źródłem tej witaminy, ważne jest minimalizowanie strat wit. E podczas ich rafinacji. Straty te wynoszą przeciętnie 20-30%, ale mogą być też zdecydowanie większe. Przy przestrzeganiu właściwych warunków przygotowywania żywności do spożycia zawartość wit. E zwykle nie ulega w niej znaczącym zmianom, np. gotowanie powoduje jej 10-procentowe straty. Suszenie warzyw daje straty rzędu 50-70%. Jeśli chodzi o wpływ przechowywania na zawartość tokoferolu, to wiadomo, że jest on stosunkowo stabilny w mleku w proszku przechowywanym przez 2 lata w temp. pokojowej, ale znaczne jego straty mają miejsce w żywności uprzednio ogrzewanej w oleju roślinnym, podczas jej przechowywania nawet w temp. — 12°C. Wykazano także prawie całkowitą utratę wit. E przez oleje smażalnicze długotrwale ogrzewane w wysokich temperaturach.
Składniki mineralne. Wpływ przetwórstwa przemysłowego i domowego na zawartość składników mineralnych w żywności wiąże się z mechanicznym usuwaniem, wymywaniem połączeń, które są rozpuszczalne w wodzie, oraz ze zmianami w biodostępności.
Przemiał zbóż prowadzi nie tylko do obniżenia zawartości włókna pokarmowego, ale także strat składników mineralnych, które sięgają od 20 do 60%.
W badaniach nad wpływem ogrzewania mrożonych lub konserwowanych jabłek, szpinaku, grochu, fasoli i marchwi na zawartość: Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, P, K, Na i Zn uzyskano ich średnią retencję na poziomie od 80 do 100%, z tym że retencja była wyższa dla mrożonek niż dla produktów puszkowanych. W żywności konserwowanej sód i inne rozpuszczalne składniki mineralne wykazują tendencję do jednakowego rozmieszczania się w produkcie i w zalewie, stąd jej odlewanie potęguje straty tych składników. Przetwarzanie strączkowych i ich przygotowanie do spożycia wymaga długotrwałej obróbki hydrotermicznej i dlatego w przypadku fasoli, bobu, grochu i soczewicy retencja składników mineralnych jest zwykle wyraźnie niższa i wynosi przykładowo dla potasu 70-77% i miedzi 57-85%.
Węglowodany są wrażliwe na ogrzewanie, a zakres zmian zależy od warunków środowiska — uwodnienia i pH oraz obecności białka. Skrobia pod wpływem temperatury rozpada się na związki prostsze, w środowisku wodnym — hydrolizuje, a ogrzewana na sucho — dekstrynizuje. Oba procesy umożliwiają wykorzystanie skrobi przez organizm człowieka, gdyż w stanie surowym jest ona trudno strawna. Dekstrynizacja, która ma miejsce podczas pieczenia chleba oraz przyrządzania grzanek i zasmażek, sprzyja reakcji nieenzymatycznego brunatnienia, obniżając dostępność biologiczną węglowodanów i białek. Hydroliza dwucukrów, np. sacharozy podczas produkcji kompotów, praktycznie nie wpływa na ich wykorzystanie przez organizm, podczas gdy karmelizacja sacharozy lub glukozy ogrzewanych w temperaturze 180-200°C (na sucho) wyraźnie obniża biodostępność tych cukrów.
W czasie ogrzewania produktów roślinnych dochodzi do pęcznienia i rozluźnienia struktury wielu składników włókna pokarmowego, co ułatwia dostęp do wnętrza komórki roślinnej i wykorzystanie zawartych w niej składników pokarmowych.
Białka są wrażliwe na temperaturę, stopień uwodnienia oraz środowisko alkaliczne. Łagodne ogrzewanie, jakie ma miejsce np. podczas blanszowania, nie wpływa na wartość odżywczą białek, chociaż wskutek denaturacji następuje utrata ich aktywności enzymatycznej i hormonalnej. Pod wpływem temperatur rzędu 60-80°C, przy ograniczonej zawartości wody i w obecności substancji redukujących (cukrów, utlenionych tłuszczów) grupa aminowa ε-lizyny tworzy wiązanie z grupą karbonylową, które nie jest hydrolizowane w przewodzie pokarmowym człowieka. Sprawia to, że chleb z brązową skórką ma białko o obniżonej wartości odżywczej. Ogrzewanie w temperaturze 115-16O°C, mające miejsce np. podczas prażenia lub ekstruzji produktów zbożowych, prowadzi do degradacji lizyny i innych aminokwasów, a przez to obniża strawność i wartość odżywczą białka. Do większego jeszcze obniżenia wartości odżywczej białka dochodzi podczas ogrzewania w temperaturach 180 300°C, gdyż w miarę upływu czasu nasila się rozkład aminokwasów i zachodzą procesy polimeryzacji z wytworzeniem wiązań krzyżowych. Korzystną cechą tego procesu jest jednoczesne powstawanie substancji sma¬kowych i zapachowych. Do zmian tych, o różnym nasileniu, dochodzi w czasie pieczenia mięsa i ciast, a w szczególności podczas prażenia kawy.
Zmiany w białku zachodzą także w wyniku utleniania oraz traktowania alkaliami. Obniżenie zawartości dostępnej lizyny wskutek procesów oksydacyjnych, średnio o 10%, obserwowano np. podczas smażenia filetów rybnych na zjełczałym oleju. Ogrzewanie w warunkach alkalicznych sprzyja powstawaniu niepożądanej lizynoalaniny, która może występować w żywności przetworzonej w ilościach dochodzących do 50 mg/g białka. Obniżenie wartości odżywczej białka, wskutek ograniczenia jego strawności, zmniejszenia zawartości dostępnej lizyny oraz degradacji aminokwasów jest tym większe, im bardziej alkaliczne jest środowisko i dłuższy czas trwania procesu. W wyniku działania alkaliami (pH 12) przez 4-6 h w temp. 40-60°C uzyskano obniżenie wskaźnika aminokwasu ograniczającego białka produktów sojowych z 63 do 41, izolatu białka sojowego z 63 do 24%, a kazeiny z 63 do 53%.
Tłuszcze są wrażliwe przede wszystkim na tlen i temperaturę, zaś w mniejszym zakresie na światło i odczyn środowiska. W tłuszczach i olejach podczas przechowywania i obróbki termicznej mogą mieć miejsce następujące procesy: o autooksydacja (temp. do 100°C); termiczna oksydacja (temp. powyżej 100°C);
termiczna polimeryzacja i cyklizacja (temp. ok. 200°C, bez dostępu tlenu); o izomeryzacja geometryczna i położeniowa (temp. ok. 180°C); pyroliza (temp. 450°C, bezpośrednie działanie ognia).
W procesach autooksydacji oraz podczas ogrzewania tłuszczów powstawać mogą związki chemiczne o właściwościach toksycznych. Związki te można podzielić na 3 główne grupy:
o produkty utlenienia, np. nadtlenki i hydronadtlenki oraz epoksydy; o produkty polimeryzacji, czyli łączenia się ze sobą różnych triacylogliceroli
lub kwasów tłuszczowych w obrębie tego samego triacyloglicerolu, np.
różnego rodzaju polimery; ■■» produkty cyklizacji, czyli tworzenia pierścieni wskutek wygięcia i zamknięcia
się części łańcucha węglowego, np. monomery cykliczne,
W obecności tlenu oksydacja zachodzi w każdym stadium przechowywania i przetwarzania tłuszczów. Szczególnie podatne na utlenianie są produkty bogate w nienasycone kwasy tłuszczowe i proces ten jest przyspieszony po uprzedniej hydrolizie tłuszczu. Towarzyszy mu rozkład karotenoidów oraz wit. A i E. Oksydacja powoduje straty NNKT oraz wzrost zawartości nadtlenków, hydronadtlenków i produktów ich rozpadu, wykazujących właściwości toksyczne. Mogą one uszkadzać błony komórkowe oraz struktury wewnątrzkomórkowe (np. mitochondria i mikrosomy), unieczynniać enzymy, a ponadto przyczyniać się do rozwoju miażdżycy i nowotworów. Toksyczność nadtlenków i hydronadtlenków ulega znacznemu osłabieniu, jeśli dostają się one przez przewód pokarmowy (a nie np. przez skórę z kremem), gdyż podczas wchłaniania w jelitach znaczna ich część zostaje zmetabolizowana (przez drobnoustroje) lub ulega zamianie do prawie nieszkodliwych hydroksykwasów. Wyczuwanie smaku jełkiego, np. w maśle, jest związane bardziej z postępującą hydrolizą niż oksydacją. Pojawienie się niepożądanego smaku
jełkiego pozwala konsumentowi ustrzec się od spożywania szkodliwych związków.
Ogrzewanie tłuszczów w procesach przetwórczych i kulinarnych powoduje także ubytek NNKT, a ponadto może prowadzić do powstawanja polimerów oraz monomerów cyklicznych. Polimery tłuszczowe nie poddają się działaniu enzymów trawiennych, dlatego nie mogą być wchłaniane j oddziaływać toksycznie poza przewodem pokarmowym. Jednakże obniżają one znacznie strawność tłuszczu i smażonych w nich produktów, a spożyte v większych ilościach wywołują biegunki i inne zaburzenia żołądkowo-jelitowe.
Stosunkowo najbardziej szkodliwe są monomery cykliczne, powstające z kwasów wielonienasyconych podczas ogrzewania tłuszczów v wysokich temperaturach. Są one dobrze wchłaniane i mogą wywoływać uszkodzenia m.in. wątroby, serca i nerek, a ponadto wykazują właściwości mutagenne i kancerogenne (np. a-benzopiren).
Podczas przemysłowego uwodornienia olejów dochodzi do całkowitego wysycenia wodorem wiązań podwójnych w wielonienasyconych kwasach tłuszczowych (100% strat kwasów: linolowego i linolenowego) oraz powstają izomery geometryczne i pozycyjne nienasyconych kwasów tłuszczowych, które obniżają wartość odżywczą tłuszczu i przy wysokim ich spożyciu mogą stwarzać zagrożenie dla zdrowia. Kwasy tłuszczowe o konfiguracji trans są naturalnymi składnikami tłuszczu zwierząt przeżuwających, w którym występują w niewielkich ilościach, np. w tłuszczu mlekowym od 2 do 7%. Pewne ilości kwasów trans (do 1%) powstają także podczas rafinacji, głównie odwaniania. Duże ilości izomerów trans, nawet do kilkudziesięciu procent, występują u tłuszczach uwodornionych przemysłowo (utwardzanych). Wyprodukowane z ich udziałem tłuszcze smażalnicze, cukiernicze i piekarnicze zawierać mogą nawet do 37% izomerów trans kwasów tłuszczowych. Izomery trans zawsze mogą występować w produktach smażonych, gdyż zjawisko izomeryzacji jest związane z działaniem wysokiej temperatury na wysoce reaktywne wiązania podwójne kwasów tłuszczowych, stąd szczególnie podatne na te zmiany są oleje roślinne.
Temat: Zmiany zachodzące w magazynowanych surowcach pod wpływem niewłaściwych warunków magazynowania oraz aktywności poszczególnych grup szkodników magazynowych-metody zapobiegania stratom surowcowym.

1. Zmiany zachodzące podczas magazynowania surowców roślinnych.

W magazynowanych surowcach zachodzi wiele procesów, które powodują zmiany składu chemicznego oraz właściwości fizycznych. Magazynowane surowce są żywymi organizmami, zachodzą w nich pewne procesy życiowe, tj. oddychanie, utrata wody, czyli transpiracja, i dojrzewanie oraz zmiany niekorzystne wywołane przez drobnoustroje, np. gnicie, pleśnienie, lub enzymy własne, np. kiełkowanie, samozagrzewanie się.
Podczas oddychania surowców roślinnych ulegają utlenianiu węglowodany, czemu towarzyszy wydzielanie CO2, H2O i energii cieplnej. Intensywność oddychania mierzy się ilością CO2 wydzielanego z 1kg masy w ciągu godziny. W czasie oddychania następują ubytki węglowodanów i ogólnej masy surowców, im proces jest intensywniejszy, tym ubytki są większe. Procesy oddychania przebiegają najwolniej w temperaturze 00 C, intensywność ich wzrasta w miarę wzrostu temperatury. Oddychanie jest najbardziej intensywne w warzywach liściowych, owocach jagodowych i pestkowych, dlatego też nie można ich długo magazynować. W czasie magazynowania surowce powinny być ułożone dosyć luźno i należycie wietrzone, aby odprowadzić wydzielające się ciepło i CO2. W przeciwnym razie może nastąpić samozagrzewanie się i zaparzenie. Zaparzone owoce i warzywa tracą barwę, brązowieją, nabierają nieprzyjemnego smaku i zapachu. Rozpoczyna się w nich proces rozkładu. Proces utraty wody przez żywe organizmy roślinne nazywamy transpiracją. Woda jest wydzielana przez szparki i bezpośrednio przez nabłonek. Podczas magazynowania następuje jedynie wydzielanie wody na zewnątrz bez jej pobierania. Intensywność transpiracji zależy od temperatury i wilgotności w pomieszczeniu. W przypadku ziarna zbóż, nasion roślin strączkowych i oleistych proces ten nie jest szkodliwy, natomiast w przypadku owoców i warzyw intensywna transpiracja jest szkodliwa. Tracą one jędrność, podwyższając wilgotność względną powietrza i obniżając temperaturę w czasie magazynowania owoców i warzyw. Zjawisko dojrzewania niektórych magazynowych surowców jest korzystne, polepsza cechy organoleptyczne i trwałość. W czasie magazynowania dojrzewają niektóre owoce, np. jabłka, gruszki, cytryny, pomarańcze, banany oraz ziemniaki i zboża. Dojrzewanie owoców polega na rozkładaniu skrobi do cukrów prostych, przemiana kwasów organicznych i powstawaniu substancji zapachowych. Do przyśpieszenia procesu dojrzewania owoców w czasie magazynowania stosuje się etylen. Przyspiesza on proces dojrzewania owoców niedojrzałych, nie wpływając ujemnie na owoce już dojrzałe.
Do niekorzystnych zjawisk występujących podczas magazynowania ziemniaków, ziarna zbóż i nasion strączkowych należy kiełkowanie. Ziemniaki zaczynają kiełkować na skutek wzrostu temperatury otoczenia, głównie w okresie wiosennym. Następują duże ubytki skrobi, białek, wzmaga się działalność enzymów. Przy kiełkach długości 3 – 4 cm straty masy w ziemniakach wynoszą 10%.
Porastanie ziarna, nasion strączkowych i oleistych następuje głównie przy zawilgoceniu ziarna. W ziarnie zachodzą znaczne zmiany składników organicznych, wzrasta aktywność enzymów. Zwykle towarzyszy tym procesom intensywny rozwój mikroflory. Ziarno silnie porośnięte nie nadaje się do przetwórstwa. Mąka z takiego ziarna doje pieczywo lepkie, łatwo przypalające się.
Samo zagrzewanie się występuje przy niewłaściwych warunkach magazynowania ziarna zbóż. Brak wietrzenia może doprowadzić do podwyższenia się temperatury masy ziarna, jest ono bowiem złym przewodnikiem ciepła. Źródłem ciepła powstającego w masie ziarna jest oddychanie ziarna, nasion chwastów oraz drobnoustrojów i szkodników. Początkowo rozwija się mikroflora mezofilna, później termofilna; wzrasta aktywność enzymów, które powodują rozkład skrobi, białek, węglowodanów. Ziarno na skutek samo zagrzewania się ma stęchły zapach, ciemną barwę, nie nadaje się do przetwórstwa.
Przy niedostatecznej ilości tlenu w owocach i warzywach mogą zachodzić procesy beztlenowego oddychania (fermentacji). Produkty fermentacji w postaci alkoholi i aldehydów są szkodliwe i mogą powodować samo zatruwanie i obumieranie komórek. Tak samo szkodliwie działa zbyt duża ilość CO2. Rośliny tracą żywotność i zdolność kiełkowania. W surowcach o wyższej zawartości wody procesy oddychania przebiegają bardziej intensywnie. Nowoczesne metody przechowywania owoców i warzyw polegają na stosowaniu tzw. atmosfery kontrolowanej, w której znajduje się w odpowiednim stosunku zawartość CO2 i tlenu. Zmiany nie korzystne w surowcach są wywołane także przez mikroflorę. Drobnoustroje mogą rozwijać się w masie surowca lub na jego powierzchni.
Na powierzchni rozwijają się najczęściej pleśnie, powodują one zmiany w postaci nalotów o różnym zabarwieniu, zależnie od rodzaju pleśni. Zmieniony jest smak zapach surowców. Powierzchnia jest uszkodzona, co umożliwia rozwój innych drobnoustrojów. Warunkiem sprzyjającym rozwojowi jest zawilgocenie lub uszkodzenie powierzchni. Pleśnieniu mogą ulegać wszystkie surowce magazynowe w niewłaściwych warunkach.
Drobnoustroje rozwijające się w surowcach, np. w owocach o dużej zawartości wody, mogą wywoływać procesy fermentacji mlekowej lub alkoholowej. Warzywa, ziemniaki, owoce o uszkodzonej powierzchni są łatwo atakowane przez mikroflorę gnilną. Surowce uszkodzone przez larwy szkodników nie nadają się do magazynowania. Owoc uszkodzony i zanieczyszczony odchodami gnije, a larwy mogą pożerać inne owoce. Wiele chorób, które porażają surowce w okresie wegetacji, rozwija się dalej w czasie magazynowania. Są to najczęściej różne rodzaje zgnilizny, występującej na powierzchni lub sięgającej w głąb surowca. Do chorób występujących w czasie magazynowania owoców należy gorzka plamistość podskórna. Występuje ona w postaci plam na powierzchni sięgających w głąb miękiszu, owoce maję smak gorzki. Inna choroba to rozpad mączysty i zbrunatnienie przygniezdne. W przypadku złego wietrzenia lub przy magazynowania owoców niedojrzałych występuje oparzelina powierzchniowa w postaci brunatnych plam na skórce. Powodują to gazowe substancje wydzielane przez dojrzewające owoce.

2.Zmiany w surowcach roślinnych spowodowane przez szkodniki magazynowe.

Wszystkie surowce roślinne ze względu na swój skład są dobrym środowiskiem do rozwoju owadów, roztoczy i gryzoni. Szkodliwe gryzonie to myszy i szczury, które dostają się do magazynów przez różne szpary. Zjadają one ziarno, nasiona i inne artykuły spożywcze, zanieczyszczają je odchodami. Gryzonie mogą przenosić choroby zakaźne, takie jak tyfus, gruźlicę, wściekliznę.
Przy niewłaściwym zabezpieczeniu magazynów mogą się do nich dostawać ptaki, głównie wróble i gołębie. Wyjadają one magazynowane surowce i zanieczyszczają je odchodami.
Największą grupę szkodników stanowią owady, do których należą chrząszcze i motyle.
Zaliczyć do nich można:
Ukrytek mauretański – dorosły owad i larwa żeruje na orzechach, ziarnie kakaowym, suszonych owocach i warzywach, ziarnie zbóż i przyprawach.
Karaczan prusak – owad żeruje na owocach, warzywach, cukrze, miodzie, czekoladzie, ziarnie zbóż i przetworach. Lubi on pomieszczenia ciepłe i wilgotne, a produkty uszkadza przez nadgryzanie.
Spichlerz surynamski – larwy żerują na ziarnie zbóż, nasionach, produktach suchych, niszczą także opakowania, worki, torby itp.
Kobielatka kawowa – owad i jego larwy żerują na ziarnie kawowym, kakaowym, orzechach, suszonych owocach, ryżu, kukurydzy. Rozwija się w ciepłych pomieszczeniach.
Mól kakaowy – larwy żerują na ziarnie kakaowym i kawowym, wyrobach czekoladowych, migdałach, orzechach, ziarnach zbóż.
Rozkruszka – żeruje na różnych artykułach spożywczych, owocach, warzywach, nasionach oleistych, cukrze, miodzie, serach, ziarnie kakaowym, czekoladzie i innych.

Szkody, jakie wyrządzają szkodniki magazynowe można podsumować następująco:
– ubytek masy na skutek zżerania
– obniżenie jakości surowców przez nagryzanie, uszkadzanie powierzchni i umożliwianie zakażenia wtórnego
– zanieczyszczanie odchodami, wylinkami, kokonami i martwymi osobnikami
– podnoszenie temperatury i wilgotności surowca, przez co jest możliwy rozwój mikroflory i działalność enzymów
– roznoszenie bakterii chorobotwórczych
– niszczenie opakowań i urządzeń magazynowych.

Produkty porażone przez szkodniki są w wielu przypadkach szkodliwe dla człowieka, np. zanieczyszczone rozkruszkami. Szkodliwe są wydaliny szkodników i produkty rozkładu artykułów spożywczych. Produkty porażone mają zmieniony smak i zapach; często nie nadają się do spożycia.

3. Metody zwalczania szkodników magazynowych.

Straty gospodarcze spowodowane przez szkodniki są bardzo duże. Ogólnie przyjmuje się, że w skali światowej wynoszą ok. 10% zbiorów, w niektórych krajach są znacznie wyższe, przekraczają nawet 25-30%. Skuteczna walka ze szkodnikami ma olbrzymie znaczenie. Walka ta nie jest łatwa, biorąc pod uwagę dużą żywotność i szybkość rozmnażania się szkodników oraz zdolność przystosowywania się do warunków. Ponadto w stosunku do artykułów spożywczych można stosować tylko środki całkowicie obojętne dla człowieka, a te zwykle są mniej skuteczne przy zwalczaniu szkodników.
Walka z gryzoniami nosi nazwę deratyzacji, z owadami i roztoczami- dezynsekcji.
Przy zwalczaniu szkodników magazynowych szczególnie ważne są metody zapobiegawcze, jak:
– zapobieganie przenikaniu szkodników do magazynów przez dokładną kontrolę każdej nowej partii surowca dostarczanego do magazynów i zamykanie otworów
– utrzymywanie możliwie niskiej wilgotności względnej powietrza w magazynie (ok. 75%) i niskiej wilgotności surowców
– utrzymanie w magazynach temp. Poniżej 10°C
– częste wietrzenie magazynów
– zachowanie czystości, czyszczenie ścian, opakowań, niszczenie odpadów i zmiotków.

W przypadku stwierdzenia porażenia produktów przez szkodniki do ich niszczenia stosuje się metody fizyczne i chemiczne.
Do metod fizycznych zaliczamy stosowanie wysokich i niskich temperatur. Największe znaczenie ma ogrzewanie do temp. 48-52°C przez 45-50 minut. Temperatura ta wystarcza do zabicia szkodników, nie niszczy ona ziarna i nasion. Metody tej nie można stosować do innych artykułów spożywczych. Temperatury minusowe, niszczące szkodniki (poniżej -5°C) rzadko się stosuje. Najczęściej podłogi, ściany, opakowania odkaża się gorącą parą. Szkodniki ziarna zbóż niszczy się także metodami mechanicznymi, np. w urządzeniu zwanym entoleterem. Działa on na zasadzie wirówki. Szkodniki są niszczone przez silne odrzucanie ich razem z ziarnem na metalowy pierścień.
Najczęściej stosowane metody zwalczania szkodników to metody chemiczne. Znanych jest obecnie wiele preparatów chemicznych, tzw. Pestycydów, używanych do zwalczania szkodników. Środki chemiczne stosuje się w postaci gazów, pyłów, pary. Mogą one działać przez przewód pokarmowy (wewnętrznie), na skutek zetknięcia się z owadem (kontaktowo) i odstraszająco, np. nieprzyjemnym zapachem i smakiem.
Do najważniejszych składników stosowanych obecnie w środkach chemicznych należą: bromek metylu, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, chloropikryna, dwuchloretan, dwuchlorometan, fosforowodór, mrówczan metylu, naftalen, lindan, formalina, amoniak. Środki te zmienia się w miarę produkowania nowych oraz ze względu na to, ze owady po pewnym czasie uodporniają się na nie. W handlu preparaty chemiczne znajdują się w postaci złożonej z kilku składników o różnych nazwach. Do odkażania żywności stosuje się najczęściej preparaty gazowe, do odkażania pomieszczeń preparaty płynne. Przy stosowaniu pestycydów do żywności obowiązują odpowiednie przepisy, których należy bezwzględnie przestrzegać. Preparaty chemiczne nie mogą być toksyczne dla ludzi, wywierać ujemnego wpływu na produkt, pomieszczenia, budynek. Każdy ze środków ma okres karencji, czyli czas potrzebny do całkowitego rozkładu. Produkt może być przekazany do spożycia dopiero po upływie okresu karencji od chwili jego zastosowania. Chemiczne zwalczanie szkodników przeprowadzają firmy dezynsekcyjne.
Nadzór nad stanem zdrowotnym artykułów spożywczych pełni w Polsce Państwowy Zakład Higieny oraz stacje sanitarno-epidemiologiczne.

4.Ubytki naturalne.

Podczas magazynowania, transportu i obrotu surowcami występuje strata pewnej ilości towaru. Straty te nazywa się ubytkami. Wyróżnia się ubytki naturalne i nadzwyczajne.
Ubytki naturalne są to są to ubytki niezawinione, które w przypadku magazynowania są następstwem czynności życiowych zachodzących w surowcach. Mogą one być spowodowane warunkami magazynowania i obrotem surowcami jak: przyleganie do opakowań, wysychanie, rozsypywanie, wyciekanie, rozważanie, rozpylanie się i inne.
Ilość ubytków naturalnych zależy od wielu czynników:
– rodzaju surowców i zawartości w nich wody
– warunków przechowywania i czasu przechowywania
– rodzaju opakowań i ułożenia w magazynie
– wielkości magazynu i stopnia załadowania
– zmiany temperatury i wilgotności.
Ubytki w surowcach o wyższej zawartości wody są większe. Zwiększają się także przy dłuższym przechowywaniu, niewłaściwych opakowaniach, małym stopniu załadowania magazynu itp. Wielkość dopuszczalnych ubytków naturalnych jest podana w odpowiednich normach. Ubytki naturalne można ograniczyć, prowadząc odpowiednią gospodarkę magazynową, a więc przestrzegając warunków magazynowania, stosując odpowiednie opakowania i ostrożnie przeprowadzając wszelkie czynności. Za ubytki przekraczające normę odpowiada magazynier.
Ubytki nadzwyczajne są spowodowane niewłaściwym obchodzeniem się z towarem, niewłaściwym przechowywaniem, nieszczęśliwymi wypadkami (pożar, powódź) i kradzieżami. Za ubytki te stosuje się sankcje administracyjne.

Współczesne techniki
zamrażania

1. Przechowywanie mrożonej żywności
1.1. Trwałość mrożonej żywności
2. Przechowalnicze zmiany produktów
2.1. Możliwości i granice utrwalania zamrażalniczego
2.2. Trwałość mrożonej żywności
2.3. Przemiany chemiczne i biochemiczne
2.4. Abiotyczne procesy fizyczne
2.4.1. Ubytki masy produktów
2.4.2. Oparzelina mrozowa
2.4.3. Rekrystalizacja
2.5. Niektóre inne procesy fizyczne
2.6. Wpływ wahań temperatury na zmiany jakościowe produktów
3. Wspomagające czynniki technologiczne
3.1. Stosowanie substancji o wybiórczym działaniu ochronnym
3.2. Dodatkowe zabiegi wspomagające
3.3. Funkcja ochronna opakowań
3.4. Przeciwutleniacze i synergenty
3.5. Krioprotektanty
3.6. Inne substancje ochronne
4. Podsumowanie
5. Literatura3

1. Przechowywanie mrożonej żywności
Warunki klimatyczne przechowywania oraz trwałość mrożonej żywności w
decydującym stopniu określa temperatura. Za najwyższą dopuszczalną temperaturę
długookresowego przechowywania zamrożonych produktów żywnościowych uznawana jest
w skali światowej temperatura -18°C. Przyjęcie tej temperatury jako maksymalnej nie ma
szczególnego uzasadnienia technologicznego. Stanowi ona raczej odpowiednik
zaproponowanej w USA w końcu lat 30. temperatury 0°F (-17,8°C)- uznanie jej za
powszechnie obowiązującą poprzedziły wieloletnie sprzeciwy państw europejskich.
W większości nowoczesnych obiektów chłodniczych stosowane są obecnie
temperatury zbliżone do -30°C. W Polsce osiąga się temperatury eksploatacyjne rzędu -27°C
z dopuszczalną tolerancją ± 1 K (m.in. w wyniku modernizacji starszych chłodni). W
uzasadnionych przypadkach stosowane są też sporadycznie znacznie niższe temperatury
przechowywania. Służą do tego tzw. superchłodnie nowej generacji, o pojemnościach rzędu
20 do 40 tys. ton spaletyzowanych towarów, wyposażone w komory mroźnie o temperaturach
w zakresie -40 do -45°C.
Obniżenie temperatury eksploatacyjnej komór, powoduje wymierny wzrost kosztów
inwestycyjnych i ruchowych obiektów, stąd ważne znaczenie gospodarcze ma problem,
dalszego obniżania temperatury, zwłaszcza wobec obserwowanej tendencji skracania okresów
przechowywania wielu towarów. Optymalnie należy stosować temperatury zapewniające
uzyskanie niezbędnego poziomu trwałości przy najmniejszych nakładach, ponoszonych na ich
wytworzenie i utrzymanie.

1.1. Trwałość mrożonej żywności
Mrożona żywność nie posiada nieograniczonej trwałości. Niskie temperatury
eliminują rozwój i aktywność mikroflory, lecz nie powstrzymują całkowicie szczątkowych,
abiotycznych zmian chemicznych i biochemicznych, zachodzących w niewymrożonej frakcji
produktów oraz specyficznych przemian czysto fizycznych, związanych przede wszystkim z
fazą lodową. Chodzi tu głównie o rekrystalizację, tj. zmiany wielkości i lokalizacji kryształów
lodu w zamrożonych produktach oraz powierzchniową sublimację wilgoci. Wypadkową tych
procesów są zmiany jakościowe w mrożonej żywności, przebiegające w różnym stopniu we
wszystkich stosowanych w przemyśle temperaturach przechowywania.
Liczne badania nad trwałością mrożonej żywności doprowadziły do określenia
przybliżonej zależności między temperaturą T (do poziomu -20°C) i czasem przechowywania
zamrożonych produktów τ (w miesiącach), w formie ogólnego równania wykładniczego
(Rjutow, lata 50 XX wieku):
A – ustalone doświadczalnie współczynniki liczbowe, określające trwałość poszczególnych
produktów.
Z czasem wyniki coraz bardziej pogłębionych i wiarygodnych badań stopniowo
poszerzały wiedzę na temat technologicznych możliwości i granic zamrażalniczego
utrwalania żywności. Wyznaczają je zarówno rodzaj i wyjściowe cechy zamrażanych
produktów, jak i warunki ich zamrażania, a zwłaszcza przechowywania. Efektem wieloletnich
badań i doświadczeń było ustalenie podstawowych czynników wpływających na zmiany
jakościowe zachodzące w mrożonej żywności oraz określenie ich wzajemnych relacji. 4
W technologii chłodniczej funkcjonują obecnie dwa istotne pojęcia objaśniające ten
problem, określone umownymi symbolami PPP i TTT.
Pierwsze z nich grupuje tzw. czynniki PPP (Product, Processing, Packaging)- co w
języku polskim oznacza: „Surowce, Technologia, Opakowania”- występujące w fazie
wytwarzania produktów, które nie tylko wyznaczają ich wyjściową jakość w momencie
zamrażania, lecz również pośrednio określają intensywność zachodzących po ich zamrożeniu
zmian przechowalniczych. Szczególne znaczenie wśród tych czynników mają: jakość
przerabianych surowców, prawidłowość prowadzenia procesów technologicznych oraz
walory użytkowe stosowanych opakowań.
Drugie pojęcie TTT (Time – TemperatureTolerance) odnosi się bezpośrednio do
zależności dynamiki zmian zachodzących w mrożonej żywności od temperatury
przechowywania, stanowiącej decydujący, choć nie jedyny wyznacznik jej trwałości.
Stopniowy spadek jakości zamrożonych produktów jest zwykle nieunikniony i
nieodwracalny, a powodujące go przemiany produktów kumulują się w całym okresie
przechowywania, niezależnie od kolejności występowania okresów przetrzymania w różnych
temperaturach. Obok wymienionej cechy addytywności technologicznych efektów
przechowywania, istotne znaczenie mają krótkotrwałe wahania temperatury powietrza w
mroźni, które są w praktyce trudne do uniknięcia. Zmiany te można w większości traktować
jako proporcjonalne do ich średniej wartości (za wyjątkiem niektórych przemian o
charakterze fizycznym oraz wahań temperatury powyżej granic wzrostu drobnoustrojów). W
przypadku produktów o znanym czasie i warunkach przechowywania ustalenia te pozwalają
określać stopień wykorzystania ich potencjalnej trwałości, operując obliczonymi średnimi
wartościami temperatury w czasie przechowywania oraz znanymi wartościami średnimi tzw.
wskaźników dobowego spadku jakości A1 w tych temperaturach. Wskaźniki te obliczone na
podstawie wyników badań nad okresami trwałości mrożonej żywności, w istotnych zakresach
temperatur kształtują się następująco, wg [1]:
temperatura [
o
C] -14 -18 -26 -30
wskaźnik A1 [%] 0,015 0,01 0,005 0,0012
Dopuszczalny okres przechowywania określa wartość „1” sumy iloczynów dni
przechowywania τ1 w poszczególnych temperaturach i odpowiadających im wartości A1, wg
[1]:
Po przekształceniu uzyskujemy uogólniony wzór na rezerwę trwałości produktu, wg [1]:
Obecnie zakłada się, że dla każdego rodzaju żywności i każdego zakresu temperatury
przechowywania istnieją określone przedziały czasu, w obrębie których niekorzystne zmiany
istotnych wyróżników sensorycznych i walorów użytkowych utrwalonych produktów nie
wykraczają poza założony, dopuszczalny poziom jakości. W procesie przechowywania
wyodrębniono dwa takie przedziały, wyznaczające kolejno okres zachowania dobrej jakości
HQL (High Quality Life) i praktyczny okres przechowywania PSL (PracticalŚtorage Life). 5
Pierwszy z nich, trwający od zamrożenia do momentu ujawnienia początkowych zmian,
określany jest na podstawie wyników badań przechowalniczych, prowadzonych w
interesującym nas zakresie temperatury (ekstrapolację z innych zakresów uznano za
obarczoną ryzykiem zbyt dużych błędów) i przy zachowaniu rygorystycznych warunków
prowadzenia doświadczeń oraz dokonywania oceny produktów. Pojęcie HQL stosowane jest
przeważnie w pracach badawczych i przy określaniu trwałości wprowadzanych na rynek
nowych produktów.
Okres PSL, na ogół kilkakrotnie dłuższy od okresu HQL jest dość umowny i zgodnie z
definicją MICh-u trwa do momentu, w którym obniżenie jakości osiągnie poziom
uniemożliwiający jego sprzedaż na określony rynek lub przerób w zamierzonym procesie. Dla
produktów zamrożonych, wyprodukowanych z uprzednio zamrożonego surowca (np. filetów
z ryb zamrożonych na morzu) okres ten należy liczyć od chwili zamrożenia surowca. Długość
okresu PSL, określająca rzeczywistą dopuszczalną trwałość mrożonej żywności zależy od
temperatury jej przemysłowego przechowywania, ale również od akceptowanego przez
odbiorców subiektywnego poziomu końcowej jakości zamrożonych produktów (rys. l), na
który wpływ ma m.in. cena ich sprzedaży i docelowe przeznaczenie (spożycie lub dalsze
przetwórstwo). Dlatego okresu PSL nie powinna wyrażać wartość graniczna, lecz pewien
rozrzut (np. zamiast 7, 6-8 miesięcy).
Rys. 1. Orientacyjne czasy przechowywania mrożonego drobiu w różnych temperaturach w
zależności od wymaganego poziomu jakości końcowej, wg [1].
Na podstawie badań doświadczalnych mrożone produkty żywnościowe podzielono
umownie na grupy o ograniczonej, średniej i dużej trwałości w warunkach niskich temperatur.
Różnice te przypisywane są zróżnicowanej energii aktywacji Ea tych produktów,
warunkującej ich odmienną podatność na zachodzące w nich po zamrożeniu przemianypodatność ta rośnie z Ea. Produkty zakwalifikowane do poszczególnych grup, w najwyższej 6
dopuszczalnej temperaturze przemysłowego przechowywania -18°C osiągają okresy
trwałości, wynoszące odpowiednio 6- 9, 9- 12 oraz 11- 15 miesięcy.
Istnieje ogólna zasada, że podczas przechowywania zamrożony produkt musi
zachować swe specyficzne właściwości, w tym również temperaturę wewnętrzną -18°C, od -18,1 do -22°C, od
-22,1 do -30°C i <-30°C) są określone w Polskiej Normie PN-83/A-07005 „Towary
żywnościowe. Warunki klimatyczne i okresy przechowywania w chłodniach". Określone w
tej normie okresy przechowywania większości produktów zamrożonych mieszczą się w
przedziale czasu, pomiędzy wartościami przyjętymi powszechnie dla okresów HQL i PSL
tych produktów.

2. Przechowalnicze zmiany produktów
2.1. Możliwości i granice utrwalania zamrażalniczego
Wspólnym dążeniem wszystkich technik utrwalania żywności jest jak najdłuższe
utrzymanie nietrwałych produktów w stanie możliwie nie zmienionym, najlepiej we
wszystkich aspektach. Przemiany zachodzące w zamrożonych produktach rozpatruje się
zwykle jako kompleksowy efekt obróbki zamrażalniczej, w której procesy zapoczątkowane
przez zamrożenie nasilają się podczas przechowywania i dystrybucji, ujawniając się w pełni
dopiero po rozmrożeniu.
Zasadniczym warunkiem zachowania właściwych walorów jakościowych jest zawsze
wysoka jakość stosowanych surowców. Do czynników o szczególnym znaczeniu zalicza się
również szybkość mrożenia, odpowiednio dobrane opakowanie i właściwe warunki
przechowywania.
Granicę technologicznych możliwości przemysłowego zamrażania żywności
wyznacza uzyskiwanie okresów dyspozycyjności produktów, wystarczająco długich z punktu
widzenia potrzeb gospodarczych, przy minimalnych zmianach naturalnych właściwości
produktów. Wysoki stopień zachowania ważnych dla jakości walorów żywieniowych,
sensorycznych i użytkowych produktów wskazuje na brak pochodnych, destrukcyjnych
oddziaływań niskiej temperatury, które znacząco obniżałyby wszechstronną przydatność
mrożonej żywności.
Jedynie sporadycznie uzyskanie właściwych efektów obróbki zamrażalniczej wymaga
zastosowania dodatkowych zabiegów technologicznych. Pozytywnie wyróżnia to
zamrażalnictwo od innych technik przemysłowego utrwalania żywności.

2.2. Trwałość mrożonej żywności
Ważny aspekt jakości mrożonej żywności stanowi trwałość, wyznaczająca zależny od
warunków przechowywania okres zachowania w pełni jej walorów użytkowych.
Zamrażanie całkowicie wyłącza tylko przemiany mikrobiologiczne, po osiągnięciu
dostatecznie niskiej temperatury wewnętrznej i skorelowanego z nią spadku aktywności wody
produktów aw.7
Wartość aw czystej wody wynosi „1”. W temperaturze Tkr w miarę wymrażania wody
w produktach aw maleje do poziomu wykluczającego rozwój i aktywność drobnoustrojów
(odpowiednio poniżej 0,9 dla bakterii, 0,88 dla drożdży i 0,75 dla pleśni), chociaż nie
zapewnia to uśmiercenia całej populacji. Zamrożone produkty zalicza się do żywności pod
względem biologicznym bezpiecznej przez cały okres utrzymywania dostatecznie niskiej
temperatury.
Wszystkie zachodzące przemiany o innym charakterze ulegają jedynie spowolnieniu,
w stopniu zależnym od parametrów otoczenia oraz składu i właściwości produktów. Kinetykę
przemian jakościowych w zamrożonych produktach szacuje się zwykle na podstawie
współczynnika temperaturowego Q10. Niekiedy niższe temperatury nie mają praktycznie
wpływu na przedłużenie trwałości, co więcej, znane są również przypadki spadku trwałości
określonych produktów w tych warunkach- są to zjawiska tzw. neutralnej lub odwróconej
trwałość.
Żaden zamrożony produkt przechowywany w odpowiednio niskiej temperaturze nie
traci gwałtownie swych naturalnych właściwości. Jakość mrożonej żywności obniża się
stopniowo w powolnym, nieodwracalnym procesie trwającym przez cały okres
przechowywania. Produkty o większej energii aktywacji, niezbędnej dla zaistnienia trwałych
zmian są mniej podatne na przechowywanie w niskiej temperaturze.
Levine i Slade zaproponowali w 1992 roku jako mierzalny wyróżnik trwałości
mrożonej żywności przyjąć pomiar tzw. temperatury przemiany szklistej, oznaczonej
symbolem Tg`. Wykazano, że <Tg` istotnie zmieniają się właściwości produktów i zwykle
maleje szybkość przemian obniżających ich jakość.
Obecnie problem zachowania wysokiej jakości mrożonej żywności sprowadza się
głównie do skutecznego ograniczania szczątkowych reakcji chemicznych i biochemicznych, a
zwłaszcza procesów fizycznych, typowych dla tej techniki utrwalania.

2.3. Przemiany chemiczne i biochemiczne
Przemiany te występują głównie w tłuszczach i lipidach mrożonej żywności oraz jej
frakcji białkowej. Podstawowymi czynnikami określającymi ich intensywność są temperatura
przechowywania, pH produktów oraz dyfuzja tlenu atmosferycznego do niewymrożonych
roztworów tkankowych. Zawarte w produktach węglowodany nie wykazują znaczących
zmian przechowalniczych.
Przemiany chemiczne tłuszczów i lipidów oraz innych podatnych na utlenianie
składników produktów, to głównie inicjowane samorzutnie reakcje łańcuchowe, powodujące
najbardziej znaczące obniżenie walorów użytkowych żywności mrożonej. Następstwem
kontaktu z tlenem jest formowanie się utlenionej warstewki powierzchniowej, ujawniającej
się zwykle dopiero podczas przechowywania. Występuje tu swoiste połączenie reakcji
chemicznej z fizycznym zjawiskiem dyfuzji tlenu. Stwierdzono, że swobodny dostęp tlenu
atmosferycznego powoduje podobne obniżenie jakości produktów, jak podwyższenie
temperatury ich przechowywania o kilka K.
Intensywność utleniania zależy od rodzaju tłuszczu (składu, podatności na łączenie z
tlenem, stopnia nasycenia kwasów tłuszczowych) i zastosowanej technologii (sposobu
obróbki, opakowania, temperatury przechowywania, dostępności tlenu). W identycznych
warunkach przechowywania bardziej podatne na zmiany oksydacyjne są zawsze produkty
tłuste niż chude, tłuszcze surowe niż topione, czerwone mięśnie tuszek drobiu niż jasne.
Mięso peklowane i solone nie nadaje się do zamrażania, z uwagi na katalityczne działanie
chlorku sodu na utlenianie tłuszczu również w niskiej temperaturze.
Procesy utleniania można ograniczyć stosując m.in. specjalne techniki pakowania oraz
dodatki substancji o działaniu przeciw utleniającym. 8
Białka należą również do labilnych makroskładników żywności, podatnych na
działanie czynników zewnętrznych, w tym niskiej temperatury. Zmiany frakcji białkowej
mięsa, drobiu i ryb podczas ich obróbki zamrażalniczej są zwykle następstwem fizycznej
destrukcji elementów tkanek przez kryształy lodu lub zagęszczone roztwory. Strefa
największej dynamiki tych przemian pokrywa się z temperaturowym zakresem maksymalnej
krystalizacji cieczy tkankowych. Dopiero przy odpowiednim zaawansowaniu stają się one
nieodwracalne i wpływać mogą na zmiany jakościowe produktów.
Istnieje zróżnicowana podatność różnych grup białek na zmiany zamrażalnicze i w
różnym stopniu zmiany te wpływają na przydatność użytkową produktów. Białka ryb są
bardziej podatne na zmiany niż białka zwierząt stałocieplnych, w tkance mięśniowej
szczególnie odporne są białka sarkoplazmy, natomiast wyjątkowo podatny jest aktomiozyn.
Zmiany konsystencji są wynikiem zmian w białkach fibrylarnych, spadek zdolności wiązania
wody związany jest ze zmianami zachodzącymi w białkach globularnych.
Zmiany w białkach określane są zwyczajowo jako denaturacja mrożeniowa, często
niezależnie od ich charakteru, nasilenia i przebiegu. Z dotychczasowych badań wynika, że
zmiany białek w typowych warunkach zamrażania przemysłowego nie są zbyt istotne i
ograniczają się zwykle do nieznacznego spadku rozpuszczalności, zdolności wiązania wody i
pęcznienia oraz niewielkich strat białek i aminokwasów w wyniku zwiększonego wycieku
rozmrażalniczego i spadku przyswajalności. Tylko w skrajnych przypadkach zmiany te mogą
wywołać uchwytne objawy sensoryczne i znaczniejsze pogorszenie walorów żywieniowych
produktów.
Przemiany składników produktów podczas przechowywania w stanie zamrożonym
przebiegają znacznie szybciej w całej objętości, gdy są one katalizowane przez enzymy
tkankowe lub wytworzone przez drobnoustroje. Przemiany takie określane jako
biochemiczne, mimo szczątkowej aktywności enzymów w niskiej temperaturze zalicza się do
najważniejszych czynników limitujących okres przechowywania mrożonej żywności.
Poszczególne grupy enzymów wykazują wyraźnie zróżnicowaną odporność na
działanie niskiej temperatury. Ograniczoną aktywność zachowują enzymy rozkładające białka
(do ok. -10°C) i węglowodany (do -16°C), natomiast aktywność lipaz stwierdza się jeszcze w
-30°C.
Różna intensywność przemian biochemicznych w zamrożonych produktach zależy
również od obecności tzw. izoenzymów (o odmiennej aktywności katalizowania identycznych
przemian) oraz od substratu reakcji (cząsteczki większe są mniej podatne na działanie
enzymów). Pewien wpływ ma także zawartość wody i rodzaj jej związania. Woda mniej jest
uczestnikiem reakcji enzymatycznych, a bardziej niezbędnym środowiskiem ich przebiegu,
stąd w mrożonej żywności reakcje takie teoretycznie przebiegać mogą aż do całkowitego
wymrożenia zawartej w niej wolnej wody.

2.4. Abiotyczne procesy fizyczne
W przeciwieństwie do reakcji chemicznych i biochemicznych, przebiegających w
niezamrożonej frakcji zagęszczonych roztworów tkankowych, procesy fizyczne związane są
głównie z fazą lodową produktów, formującą się <Tkr
. Typowa dla tej techniki utrwalania
przemiana fazowa wody w lód traktowana jest jako praprzyczyna wszystkich występujących
w zamrażanych produktach zmian fizycznych i ich pochodnych następstw jakościowych.
Najważniejsze z nich, to ubytki masy produktów, oparzelina mrozowa i rekrystalizacja.

2.4.1. Ubytki masy produktów9
Zjawiskiem powszechnie występującym podczas zamrażania owiewowego i
przechowywania zamrożonej żywności są nieuniknione ubytki masy produktów. Tak dzieje
się zawsze, gdy produkty przebywają w otoczeniu wilgotnego powietrza.
Wysoka zawartość wody w większości produktów żywnościowych powoduje, że na
ich powierzchni zawsze występuje gradient ciśnienia do otoczenia uruchamiający proces
parowania, a <Tkr sublimacji pary wodnej. Ubytki wilgoci na powierzchni produktów nie są w
pełni wyrównane jej migracją z wnętrza, co powoduje stopniowe formowanie się zewnętrznej
odwodnionej warstwy o porowatej strukturze. Początkowo produkty tracą cechy naturalnej
świeżości (powierzchnia matowieje i zmienia odcień), końcowym efektem są znaczne ubytki
masy i pochodne zmiany jakości.
W przechowalniczych ubytkach masy ważną rolę odgrywają zmienne czynniki
kształtujące mikroklimat komór-mroźni oraz długi na ogół okres przechowywania mrożonej
żywności. Wykazano, że ubytki masy są w przybliżeniu proporcjonalne do dopływu ciepła
zewnętrznego i w znacznym stopniu zależą m.in. od systemu chłodzenia komór. Wymuszony
obieg powietrza zwiększa te ubytki o ok. 60% w porównaniu do cichego systemu schładzania.
W chłodniach parterowych ubytki masy są na ogół większe niż w obiektach
wielokondygnacyjnych; w chłodniach panelowych są one mniejsze niż w chłodniach o
przestarzałym systemie izolacji.
Szczególnie duże ubytki powstają podczas przechowywania produktów zamrożonych
bez opakowania, głównie dotyczy to mięsa w tuszach. Bezwzględne ubytki (G w tonach) są
prawie niezależne od ilości złożonego mięsa, natomiast względne ubytki (g w % na jednostkę
masy) maleją ze wzrostem stopnia załadowania komory (rys. 2).
Rys. 2. Względne (g [%]) i bezwzględne (G [t]) roczne ubytki przechowywania zamrożonego
mięsa luzem, w zależności od stopnia załadowania komory w %, wg [2].10
Rozmiary ubytków mięsa luzem rosną również przy jego przechowywaniu łącznie z
towarami w opakowaniach. Wynika to z faktu, że dominującym czynnikiem nie jest tu
powierzchnia sublimacji produktów, ale przy stałym dopływie ciepła ssące działanie
komorowych urządzeń chłodniczych.
Zmienne jest również nasilenie ususzki w różnych porach roku. Ubytki masy w
okresie letnim przy zwiększonym dopływie ciepła są w naszej strefie klimatycznej 4-5-krotnie
większe niż w najchłodniejszym styczniu.
Obniżenie temperatury eksploatacyjnej komór z -20 do -30°C może zmniejszyć
omawiane ubytki o 20% przy istniejącej izolacji, a nawet do 50% przy takiej poprawie
izolacji, aby obniżenie temperatury o 10 K nie powodowało zwiększonego dopływu ciepła
zewnętrznego.
Wysublimowanie lodu z powierzchni zamrożonych produktów ułatwia dostęp tlenu i
uruchamia nasilające się zmiany oksydacyjne oraz absorpcję obcych zapachów. Z czasem
przechowywania zwiększa się grubość odwodnionej warstwy powierzchniowej, rosną opory
dyfuzji pary wodnej z głębszych warstw i maleje intensywność sublimacji.
Sublimacja wilgoci jest jednocześnie jednym z fizycznych mechanizmów
powstawania strat aromatu mrożonych owoców, w wyniku porywania lotnych substancji
zapachowych przez cząsteczki pary wodnej.
Szczególnie wiele prac teoretycznych i badań przemysłowych nad ubytkami mrożonej
żywności przeprowadzono swego czasu w Związku Radzieckim. Ich efektem jest m.in.
zakwestionowanie odrębności dopływów ciepła i wilgoci do komór-mroźni. Stwierdzono, że
zarówno przy dopływie, jak i odprowadzaniu ciepła z pomieszczeń, równocześnie ze zmianą
temperatury powietrza obiegowego wzrasta lub obniża się w nim zawartość wilgoci.
Według tzw. termodynamicznej teorii W.Z. Żądana, ubytki masy zamrożonych
produktów podczas ich przechowywania zależą tylko od dwóch parametrów, a mianowicie
napływu ciepła do pomieszczenia i jego temperatury. Zmiana dowolnego, innego czynnika,
wpływającego na intensywność sublimacji, pociąga za sobą w zamkniętej przestrzeni komory
powstanie procesu kompensacyjnego, który eliminuje go jako odrębny czynnik warunkujący.
Praktyczna przydatność teorii nie została dotąd podważona.

2.4.2. Oparzelina mrozowa
Szczególną formą lokalnego, silnego odwodnienia części powierzchni zamrożonych
produktów jest oparzelina mrozowa. Powietrze wypełniające przestrzenie po
wysublimowanym lodzie zmienia jej właściwości optyczne, zanikające po rozmrożeniu. Przy
silnym odwodnieniu procesy stają się nieodwracalne. Oparzelina występować może
praktycznie we wszystkich produktach mrożonych przechowywanych luzem lub w
opakowaniach, nawet paroszczelnych. Często migracja wilgoci wewnątrz opakowań
paroszczelnych może bardziej wpływać na powstanie oparzeliny, niż jej dyfuzja na zewnątrz.
Wywołane oparzeliną plamy mogą mieć różną barwę. Zamrożone produkty zwierzęce są
bardziej podatne na oparzelinę niż produkty roślinne i nasilają się z wiekiem zwierzęcia oraz
wzrostem zawartości tłuszczu.
Możliwości ograniczenia oparzeliny mrozowej sprowadzają się do utrzymywania w
miarę stałej temperatury przechowywania oraz izolowania produktów od dostępu tlenu (np.
przez ich schładzanie w wodzie, stosowanie opakowań próżniowych, glazurowanie,
zamrażanie w roztworach cukru lub żelach).

2.4.3. Rekrystalizacja11
Wcześniej zakładano, że forma krystalizacji uzyskana podczas zamrażania jest
stabilna. W istocie, w zamrażanych produktach następują dalsze zmiany, zwłaszcza liczby,
rozmiarów i rozkładu kryształów lodu, określane jako rekrystalizacja. Kierunek dyfuzji pary
wodnej między kryształami różnej wielkości wyznacza zależność ciśnienia pary wodnej nad
nimi od promienia ich krzywizny (ciśnienie nad małymi kryształami jest większe niż nad
dużymi). Wzrost wymiarów kryształów dużych kosztem ograniczenia liczby kryształów
małych, powoduje stopniowy zanik korzystnych efektów szybkiego zamrażania.
Rekrystalizacja wpływać może również na nasilenie zmian strukturalnych podczas
przechowywania produktów o budowie tkankowej. Zmiany te są tym większe, im wyższa jest
temperatura przechowywania i im większe są jej wahania. Po rozmrożeniu ujawniają się one
w postaci utrudnionej resorpcji soków tkankowych, osłabienia konsystencji i zwiększonego
wycieku. Efektem rekrystalizacji w lodach jadalnych jest niekorzystne zjawisko
grysikowatości smakowej, natomiast w owocach mrożonych w cukrze wytwarzanie się
syropowatego płynu metakriotycznego.
Dotychczasowe badania wykazują, że rekrystalizację wywołują różne czynniki,
zwykle działające jednocześnie, ale z różną efektywnością. Istotnym zaleceniem praktycznym
jest stosowanie możliwie niskiej i stałej temperatury przechowywania, redukującej różnice
ciśnień cząstkowych pary wodnej nad kryształami lodu różnej wielkości oraz ilość wody
uczestniczącej w przemianach fazowych podczas wahań temperatury. Całkowite
zahamowanie procesu jest możliwe poniżej punktu eutektycznego roztworów biologicznych,
tj. w temperaturze ok. -56°C.
Zjawisko rekrystalizacji można też teoretycznie ograniczyć zapewniając podczas
zamrażania warunki uzyskania możliwie jednakowej szybkości procesu i wielkości
kryształów (np. w aparatach kontaktowych przez stopniowe zwiększanie nacisku płyt, w
tunelach owiewowych przez progresywny wzrost strumienia powietrza- co jest niestety
sprzeczne z zasadą racjonalnej gospodarki energią).

2.5. Niektóre inne procesy fizyczne
Scharakteryzowane wyżej procesy są najbardziej znaczącymi, ale nie jedynymi
przemianami fizycznymi, zachodzącymi podczas przechowywania mrożonej żywności.
Procesy fizyczne uczestniczą też m.in. w większości zmian funkcjonalnych mrożonej
żywności (np. przy zaniku cech półprzepuszczalności membran, rozluźnieniu struktur
komórkowych tkanek roślinnych czy spadku rozpuszczalności i zdolności utrzymywania
wody przez białka miofibrylarne produktów zwierzęcych).
Dość powszechnie występuje zróżnicowana skłonność większości gatunków owoców i
warzyw zamrażanych indywidualną techniką IQF do zbrylania się. Z obniżeniem temperatury
przechowywania podatność ta maleje, <-24°C praktycznie nie występuje. Częstą przyczyną
powstawania zbryleń jest domrażanie produktów w komorach-mroźniach.

2.6. Wpływ wahań temperatury na zmiany jakościowe produktów
Jakość mrożonej żywności zależy nie tylko od dostatecznie niskiej temperatury, ale
również od jej stałości w czasie. Stałą temperaturę wewnętrzną <-18°C uznaje się za
podstawową cechę wymagającą utrzymania przez cały okres przechowywania produktów w
chłodniach i dalszych ogniwach łańcucha.
Wpływ wahań temperatury wewnętrznej zamrożonych produktów na zachodzące w
nich przemiany nie jest jednoznaczny. W warunkach jej znacznych wahań, istotnie maleje
odporność mikroflory produktów na letalne działanie niskiej temperatury. Nie do końca 12
wyjaśniony jest bezpośredni wpływ wahań temperatury na przemiany chemiczne i
biochemiczne, natomiast wyraźnie intensyfikują one niekorzystne procesy fizyczne.
Jako ogólnie obowiązującą przyjęto tezę, że przy zmieniającej się temperaturze, nie
przekraczającej granic wzrostu drobnoustrojów i strefy intensywnych, wtórnych przemian
fazowych- zamrożone produkty zachowują jakość, określoną przez wynikającą z tych wahań
średnią, tzw. efektywną temperaturę przechowywania. Temperaturami średnimi operuje się
także przy określaniu dopuszczalnych okresów składowania mrożonej żywności.
Powszechnie występujące, krótkotrwałe i niewielkie wahanie temperatury powietrza w
komorach-mroźniach, w wyniku stosunkowo dużej bezwładności cieplnej zamrożonych
towarów, tylko w ograniczonym stopniu przenoszą się na zmiany ich temperatury
wewnętrznej. Tym samym nie mają one na ogół większego wpływu na zachodzące w
produktach, niepożądane zmiany jakościowe. Jak wynika z wykresu na rysunku 3, przy
dużych wahaniach temperatury powietrza rzędu 10 K, temperatura produktów w narożach
skrzyń oscylowała w granicach od -14 do -16,5°C, a w środkowej partii utrzymywała sie na
poziomie -16°C.
Rys. 3. Wpływ wahań temperatury powietrza w komorze na temperaturę wewnętrzną
przechowywanych produktów: 1- temperatura powietrza, 2- temperatura towaru w narożach
skrzyni, 3- temperatura środkowej partii towaru, wg [2].
Znaczące zmiany występują praktycznie dopiero przy odchyleniach temperatury
wewnętrznej produktów przekraczających +/-2 K. Szczególnie podatne na wahania są
produkty przechowywane luzem lub niewłaściwie zapakowane.
Wahania temperatury powodują cykliczne zjawisko tajania pewnej ilości lodu i
powtórnego wymarzania powstającej wody. Ilość podlegającej tym przemianom wody zależy
od temperatury przechowywania oraz częstości i amplitudy występujących odchyleń.
Szkodliwość tych wahań może być oszacowana na podstawie funkcji ω= f(T), tj. ilości
wymrożonej wody zależnie od zmiany temperatury produktu. Przy wyższej temperaturze
przechowywania, tym samym zmianom temperatury wewnętrznej odpowiada większa ilość
wymrożonej wody i jej znaczniejszy wpływ na fizyczne zmiany w produktach. Dla przykładu 13
przy wahaniach rzędu 2 K, rekrystalizacji w temperaturze -25 do -20°C, -18
o
C oraz -12°C
podlega odpowiednio około 0,15%, ok. 1,2% i 2,6% wody zawartej w zamrożonym dorszu.
Stopień szkodliwości zmiennej temperatury zależy zarówno od samych wahań
(rodzaju przebiegu, amplitudy, częstości występowania i długości trwania odchyleń), jak i
właściwości przechowywanych towarów (m.in. ich energii aktywacji, trwałości w warunkach
chłodniczych, typu opakowania). Wyróżnia się trzy rodzaje wahań temperatury
przechowywania: o przebiegu sinusoidalnym (typowe dla zmian w obrębie tego samego
pomieszczenia), kwadratowych (występujących przy drastycznych zmianach warunków
otoczenia, np. podczas przemieszczania z jednego ogniwa łańcucha chłodniczego do drugiego
oraz tzw. wahania nieustalone (o wykresach zbliżonych do brzeszczotu piły).
Cykliczne zmiany temperatury w różnych typach wahań, przedstawione na rysunku 4a
w różnym stopniu wpływają na okres przechowywania produktów, co zaprezentowano na
rysunku 4b. Przedstawione na rysunku 4b linie proste w środku poszczególnych przebiegów
określają stałe temperatury efektywne, w tym samym stopniu wpływające na zmiany
produktów, co jej cykliczne wahania. Ich wartości dla wahań kwadratowych, sinusoidalnych i
nieustalonych wynoszą odpowiednio -13,59, -16,06 i 17,6°C. Linia d wykresu podaje
trwałość produktów w stałej temperaturze -20°C, jej odległości do linii a, b oraz c ilustrują
stopień szkodliwości różnych typów wahań temperatury. Różnice pomiędzy temperaturami
efektywnymi wzrastają przy większej energii aktywacji produktów oraz większym okresie
trwania i amplitudzie odchyleń temperatury. Na największe zmiany narażone są produkty
wystawione na wahania temperatury typu kwadratowego.
Rys. 4. Wahania temperatury wewnętrznej produktów w różnych typach przebiegów (rys. a) i
ich wpływ na skrócenie okresów przechowywania (rys. b): 1- przebieg sinusoidalny, 2-
przebieg „piłkowaty”, 3- przebieg kwadratowy, wg [2].

3. Wspomagające czynniki technologiczne
Wspólną cechą większości surowców i produktów żywnościowych jest ich duża
podatność na naturalne i z reguły nieodwracalne przemiany o różnym charakterze. Jakość
produktów zamrożonych zależy zarówno od pierwotnych zmian poprzedzających proces
zamrażania, jak i wtórnych zmian stanowiących kompleksowy efekt obróbki zamrażalniczej.
Skutkiem tych przemian, jest stopniowe pogarszanie się struktury, właściwości
funkcjonalnych i wyróżników sensorycznych zamrożonych produktów.14
Poniżej zostaną przedstawione ważniejsze przedsięwzięcia już podjęte lub planowane
do wdrożenia w celu poprawy technologicznych efektów przemysłowego zamrażania. Należą
do nich: funkcja ochronna opakowań, dodatkowe zabiegi wspomagające oraz substancje o
wybiórczym działaniu ochronnym.

3.1. Funkcja ochronna opakowań
Opakowania stanowią bardzo ważny, uniwersalny czynnik zachowania jakości
mrożonej żywności oraz jej atrakcyjności handlowej, ułatwiają transport, przechowywanie i
dystrybucję produktów. Podstawową funkcją opakowań jest skuteczna ochrona produktów
przed sublimacją pary wodnej, działaniem tlenu atmosferycznego, wchłanianiem i
wydzielaniem zapachów. Zapewnić to mają takie cechy użytkowe opakowań, jak odporność
na szkodliwe działania czynników zewnętrznych i składników produktów, właściwości
barierowe wobec pary wodnej, gazów i lotnych substancji aromatycznych, wytrzymałość
mechaniczna, obojętność w stosunku do zapakowanego produktu.
Na dzień dzisiejszy nie istnieje jedno opakowanie uniwersale, spełniające te wszystkie
wymagania. Mrożoną żywność pakuje się w opakowania dostosowane do rodzaju i
przeznaczenia produktów oraz przemysłowych technologii ich pakowania (poprzedzające
zamrażanie lub następujące dopiero po nim). Ich cena powinna pozostawać w rozsądnej
relacji z ceną zapakowanych w nie produktów.
Podstawowy materiał większości stosowanych opakowań stanowią tworzywa sztuczne
i uszlachetniona tektura. Coraz powszechniej używane są tworzywa złożone z zewnętrznej
warstwy nośnej i kilku warstw barierowych laminowanych, natryskiwanych lub łączonych
przez współwytłaczanie (koekstruzję). Popularne są pojemniki wykonane z tworzyw
sztucznych, odpornych zarówno na niską jak i wysoką (do 200°C) temperaturę oraz kartoniki
laminowane tworzywami termozgrzewalnymi, które umożliwiają szybkie rozmrażanie i
odgrzewanie zapakowanego w nie produktu we wrzącej wodzie lub piecu.
Do owijania produktów mrożonych stosuje się papiery pokryte związkami
silikonowymi, nieprzyczepne do powierzchni tych produktów oraz nowe materiały
wytwarzane na bazie polimerów, m.in. odporne na kondensację pary wodnej z wilgotnego
powietrza.
Praktycznie wyeliminowane zostało sprzeczne z wymogami technologii, prymitywne
przechowywanie zamrożonych produktów luzem.
Nowoczesne opakowania stanowią ważny element wydłużenia trwałości mrożonych
produktów i ograniczenia ubytków ich masy. Opakowania paroszczelne ściśle przylegające do
powierzchni produktów całkowicie eliminują ususzkę; przy niedokładnym przyleganiu
następuje tzw. ususzka wewnętrzna, przy niezmienionej masie brutto opakowań. Jest to efekt
ciągłego procesu sublimacji pary z powierzchni produktu i jej osadzania w postaci szronu na
zimniejszej ściance wewnętrznej opakowania pod wpływem wahań temperatury w
przestrzeniach powietrznych między produktem i opakowaniem. Paradoksalnie ususzka
wewnętrzna może być niekiedy większa niż ususzka zewnętrzna tych samych produktów
przechowywanych w tradycyjnych opakowaniach.
Postęp rozwoju materiałów opakowaniowych doprowadził do powstania wielu
nowych tworzyw, zapewniających wyższą barierowość i lepszą ochronę produktów, często
także niższą cenę. Przebojem końca XX w. jest technika formowania różnego rodzaju
opakowań (tacki, kubki) z folii termoplastycznych i włączenie tej operacji w linię
produkcyjną (tzw. form-fill-seal system).
Przyszłość należy niewątpliwie do opakowań kompleksowych, opartych na
wykorzystaniu uzupełniających się własności różnych tworzyw. W oparciu o osiągnięcia
technologii materiałowej, prowadzone są badania nad opracowaniem na bazie 15
wielowarstwowych kompozytów nowego rodzaju opakowań dla produktów żywnościowych
poddawanych obróbce zamrażalniczej. Istotną nowością tych opakowań ma być uzależnienie
wartości ich współczynników wnikania ciepła α i przewodzenia ciepła λ od kierunku jego
przepływu. Pionierskie prace nad kompozytami o właściwościach anizotropowych (o
kierunkowej właściwości cech) prowadzone są w Politechnice Wrocławskiej.
Zakłada się, że w najbliższych latach jakość i trwałość żywności będzie w znacznym
stopniu kształtowana przez różne rodzaje opakowań nowej generacji. Tzw. opakowania
inteligentne zaliczane do technologii XXI w. już obecnie są stopniowo wdrażane (głównie
poza Europą) do praktyki przemysłowej. Charakterystyczną cechą tych opakowań jest ich
wyposażenie w dodatkowy element umożliwiający monitorowanie czasu i temperatury
przechowywania jego zawartości.
Inną nowość w zakresie techniki opakowaniowej stanowią tzw. opakowania aktywne,
które przekształcają się z biernej bariery ochronnej w aktywną formę zabezpieczania
zapakowanego produktu. Opakowania te są przystosowywane do spełniania licznych funkcji
przedłużających trwałość produktów. Między innymi wiążą i usuwają z opakowań tlen i
etylen (tzw. zmiatacze), wytwarzają CO2 modyfikujący atmosferę wewnętrzną (tzw. emitery).
Ponadto mogą regulować wilgotność, wydzielać przeciwutleniacze, pochłaniać zapachy.
Znane są także wskaźniki wzrostu drobnoustrojów, reagujące z ich metabolitami oraz
elektroniczne mikroczujniki sygnalizujące zachodzące w produktach zmiany chemiczne.
Związki pełniące wymienione funkcje dołączane są w saszetkach lub bezpośrednio
wbudowywane do materiału opakowania.
Opakowania aktywne stanowią alternatywę wobec pakowania próżniowego lub w
modyfikowanej atmosferze. Techniki te w przechowalnictwie mrożonej żywności są dotąd
stosowane w ograniczonym zakresie, ze względu na stwierdzony znaczny spadek
efektywności użycia próżni i modyfikowanej atmosfery w warunkach niskiej temperatury.

3.2. Dodatkowe zabiegi wspomagające
Ważne znaczenie dla poprawy efektów przechowywania mrożonej żywności mają
zabiegi zwalniające przebieg zachodzących w nich niekorzystnych procesów. Efekt ten
uzyskuje się m.in. w wyniku poprzedzającej zamrażanie uzupełniającej obróbki
technologicznej. Najbardziej znane z tych zabiegów, to blanszowanie warzyw celem cieplnej
inaktywacji enzymów tkankowych oraz cukrzenie owoców, ograniczające kontakt produktów
z agresywnym tlenem atmosferycznym.
Najprostszym i najtańszym zabiegiem ograniczającym ubytki masy, stosowanym w
przechowalnictwie mrożonych ryb było do niedawna ich glazurowanie. Niewielki dodatek
przeciwutleniaczy do natryskiwanej na powierzchnię ryb schłodzonej wody, zwiększa
skuteczność ochrony przed zmianami oksydacyjnymi. Mankamentem uzyskiwanej bariery
lodowej jest zwykle różna grubość glazury i jej niejednakowa podatność na sublimację w
różnych miejscach powierzchni. Zakres wykorzystywania tego zabiegu jest obecnie dość
ograniczony, głównie przez stosowanie opakowań o wysokiej barierowości pary wodnej.
Podejmowane były również liczne próby ograniczania ubytków przez stosowanie
dodatkowych zabiegów technicznych (np. nawilżanie powietrza, osłanianie stosów mięsa lub
ekranowanie całych komór z nanoszeniem warstewki lodu na okrycia i ekrany). Tego typu
przedsięwzięcia w pewnym stopniu ograniczały ususzkę, przy jednoczesnym zwiększaniu
szronienia parowników chłodnicy. Ponadto w większości przeprowadzonych w warunkach
przemysłowych eksperymentów okazały się one zbyt kosztowne, za mało skuteczne,
uciążliwe i znacznie utrudniające eksploatację.16
Praktycznie zanikł również stosowany swego czasu w ograniczonym zakresie inny typ
dodatkowej ochrony zamrożonych produktów, polegający na mechanicznym nanoszeniu na
ich powierzchnie powłok ochronnych, głównie z acetoglicerydów i alginianów.
Obecnie jako osłony zamrożonych produktów wprowadza się eksperymentalnie
powłoki jadalne z surowców naturalnych. Powłoki nałożone na produkty przetworzone pełnić
mogą rolę nośników przypraw, barwników, substancji antybakteryjnych lub
przeciwutleniających, chronią też przed utratą aromatu. Powłoki te są definiowane jako
cienka warstwa substancji jadalnej na powierzchni produktu, częściowo zastępująca materiał
opakowaniowy lub wzmacniająca jego ochronny efekt.
Do tworzenia powłok jadalnych mogą być stosowane liczne wielocukry, białka i
lipidy. Znane są m.in. powłoki z wysoko amylozowych skrobi i folii karagenowych, aktualnie
bada się przydatność do tego celu wybranych żywic i polimerów.
Ważną cechą użytkową powłok jadalnych – odróżniającą je od osłon wykonanych z
tworzyw sztucznych- jest ich półprzepuszczalność. Cecha ta umożliwia przenikanie gazów,
pary wodnej i elektrolitów, stanowiąc jednocześnie barierę dla drobnoustrojów.
Powłokom jadalnym stawia się wysokie wymagania m.in. w zakresie właściwości
sensorycznych, barierowości dla czynników zewnętrznych, odporności na zmiany jakościowe,
nieszkodliwości dla zdrowia i środowiska oraz prostoty zastosowania, wyrażającej się także
małymi nakładami.
Nanoszenie powłok jadalnych na powierzchnie produktów może być realizowane
przez zanurzenie w roztworze, natryskiwanie, powlekanie, żelowanie lub koagulację na
powierzchni. Do nanoszenia ciekłych substancji na ciało stałe wykorzystywane są też inne
metody, m.in. technologia złoża fluidalnego oraz nowatorska technologia CPF (Technology
ConcetratedPowder Form). Skuteczną metodą okazało się natryskiwanie mięsa 10%
roztworem żelatyny spożywczej 250 TM pod ciśnieniem ok. 0,15 MPa. Powierzchnie
produktów powinny być suche i schłodzone do 8- 10°C, a natryskiwany roztwór powinien
mieć temperaturę 80- 85°C. Powstająca po zamrożeniu cienka powłoka żelatyny skutecznie
chroni przed dostępem tlenu i oparzeliną, ogranicza też straty masy.
Większość wymienionych wyżej technik zabezpieczania jakości żywności działa
jedynie na zjawiska zachodzące na powierzchni produktów, bez wpływu na przebieg ich
wewnętrznych procesów biochemicznych.
Nowatorskim rozwiązaniem coraz szerzej stosowanym w różnych branżach
spożywczych jest przemysłowa technologia pokrywania sosem powierzchni produktów,
zamrażanych kriogenicznie w toku swobodnego toczenia. Została ona opatentowana przez
niemiecką firmę AGA-GAS pod nazwą Coating. Urządzenie do stosowania tej metody składa
się z 2 połączonych podzespołów, tj. obrotowego bębna, w którym przebiegają właściwe
operacje procesowe i systemu dozującego sos i ciekły azot wraz z wyciągiem gazu. Jako
podstawowy walor tej technologii wymienia się uniwersalność jej stosowania do każdego
rodzaju żywności i wielkości powlekanych elementów, przy różnej grubości nanoszonej
warstewki fazy ciekłej.

3.3. Stosowanie substancji o wybiórczym działaniu ochronnym
Niepożądane przemiany zachodzące w zamrożonych produktach skłaniają do
stosowania specjalnych substancji o wybiórczym działaniu ochronnym. Znane są naturalne i
syntetyczne związki chemiczne o takim działaniu. W większości są to substancje wybrane z
dużej grupy tzw. dodatków do żywności (Food additives), służące poprawie właściwości
użytkowych lub cech sensorycznych produktów. Są one oznaczone symbolem E,
zarejestrowane na tzw. liście pozytywnej i podlegają rygorystycznym ograniczeniom ilości i
zakresu użytkowania.17
Lista aktualnie obowiązująca w krajach UE obejmuje ok. 900 różnych substancji z 20
grup związków. Wdrażanie tych substancji do praktyki przemysłowej w różnych krajach i
branżach jest zróżnicowane. Poszczególne kraje członkowskie uznają za niezbędne w
prawidłowo prowadzonej produkcji żywności mniej niż połowę pozycji tej listy. Lista
substancji dozwolonych w Polsce po przystąpieniu do UE została znacznie poszerzona.
W technologii chłodniczej żywności substancje ochronne jak dotąd znajdują
zastosowanie głównie w przechowalnictwie produktów schłodzonych, gdzie potrzeba
dodatkowej ochrony jest znacznie bardziej odczuwalna, a jej efektywność istotnie większa niż
w niskiej temperaturze. Największe znaczenie praktyczne mają substancje spowalniające
zmiany oksydacyjne (tzw. przeciwutleniacze) oraz związki wspomagające ich aktywność
(tzw. synergenty). Duże nadzieje wiąże się również z wykorzystywaniem w przyszłości
odkrytych zdolności niektórych substancji (tzw. krioprotektantów) do skutecznej ochrony
frakcji białkowej zamrożonych produktów zwierzęcych.

3.4. Przeciwutleniacze i synergenty
Istotne znaczenie dla jakości mrożonej żywności mają procesy utleniania tłuszczów i
lipidów oraz innych rozpuszczalnych w tłuszczach składników produktów. Szczególnie
szybko procesy utleniania postępują w produktach o rozwiniętych powierzchniach.
Oddziaływanie przeciwutleniaczy na procesy utleniania polega zwykle na
bezpośrednim przerywaniu reakcji łańcuchowej przez wiązanie powstających wolnych
rodników, w wyniku ich reagowania między sobą lub z innymi związkami. Inny mechanizm
działania tych związków polegać może na przejmowaniu energii aktywacji albo rozkładzie
już wytworzonych nadtlenków.
W praktyce przeciwutleniacze nie zapobiegają utlenianiu, a jedynie opóźniają te
procesy, zachodzące w zamrażanych produktach. Dużą skuteczność hamowania zmian
oksydacyjnych wykazują powszechnie stosowane związki naturalne i syntetyczne o znaczeniu
technologicznym (m.in. tokoferole, butylohydroksyxanizol BHA, butylohydroksytoluen BHT
i galusan propylowy), traktowane w dopuszczalnych dawkach jako całkowicie bezpieczne lub
o niskiej toksyczności.
Stosowanie tych związków zaleca się w możliwie wczesnej fazie procesu
produkcyjnego. Dawki optymalne są zwykle znacznie wyższe od dopuszczonych.
Zwiększenie aktywności wielu związków można uzyskać przez łączenie ich działania; po
wyczerpaniu proces przebiega dalej tak, jak w materiale nie chronionym.
W procesach tych uczestniczą na ogół także synergenty, aktywujące działanie
właściwych przeciwutleniaczy m.in. poprzez tzw. chelatowanie, tj. tworzenie trwałych
kompleksów z jonami metali ciężkich, które katalizują autooksydację. Jako synergenty i
środki zapobiegające zmianom barwy zamrożonych produktów wykorzystywane są min.
kwasy askorbinowy i cytrynowy oraz ich sole i estry.
Słabe działanie przeciwutleniające wykazują też niektóre mikroskładniki produktów
roślinnych (m.in. karoten, ksantofil, aminokwasy, polifenole). Warzywa mają zwykle
mniejszą aktywność przeciwutleniającą i zdolność wiązania wolnych rodników niż owoce.

3.5. Krioprotektanty
Krioprotektantami jako pierwsi zainteresowali się Japończycy. Już na początku lat 60.
XX w. z dużym sukcesem stosowano niektóre związki do zamrożonego surimi z ryb, jako
skuteczny środek ograniczenia zmian w ich frakcji białkowej. Substancjami, na których
testowano swego czasu zdolność ograniczania niekorzystnych przemian zachodzących w 18
białkach zamrożonych produktów były peptydy złożone z różnych aminokwasów w
powtarzających się układach, stąd tę grupę związków określono skrótem afp (antifreeze
peptides). Najbardziej skuteczny z nich okazał się afp 5, który już w stężeniu 10 Mg/ml
powodował efektywne wstrzymanie wzrostu krystalizacji w zamrożonych produktach.
Dotąd poznano liczne związki o podobnym działaniu ochronnym na mrożoną
żywność. Należą do nich m.in. cukry (zwłaszcza dwucukry), niskocząsteczkowe polialkohole
(glicerol, sorbitol), aminokwasy (np. glutaminian sodu), kwasy karboksylowe (np. kwas
cytrynowy), wielocukry (skrobia, guma guarowa, karagen), syntetyczne polimery (np.
polidekstroza, palatinit), nukleotydy (ATP, ADP, IMP).
Krioprotekcja może być stosowana nie tylko do ochrony jakości zamrażanych,
białkowych produktów żywnościowych, ale także dla stabilizacji materiałów biologicznych i
zachowania aktywności mikroorganizmów.
Mechanizmy działania krioprotektantów nie są dotąd w pełni poznane. Substancje o
małym ciężarze cząsteczkowym (np. cukry proste) zwiększają hydratację łańcuchów
polipeptydowych i przez wzmocnienie powłok wodnych zapobiegają ich interakcjom podczas
wymrażania wody. Substancje o dużym ciężarze cząsteczkowym (np. polidekstroza)
powodują wzrost lepkości układu i ograniczenie krystalizacji unieruchomionej w tej
strukturze wody podczas zamrażania. Stabilizujące działanie niektórych substancji ma
polegać na ograniczaniu agregacji białek przez reakcje z ich wolnymi grupami
funkcjonalnymi (glutaminian sodu) lub przeciwdziałaniu wzrostowi stężenia soli w
zamrażanych produktach (glicerol).
Wpływ dodatków substancji ochronnych przeciwdziałających krystalizacji wody w
zamrażanych produktach próbuje się wyjaśnić różnymi hipotezami. Według hipotezy tzw.
lodowego moderatora, substancje te utrudniają dyfuzję wody i orientację jej cząsteczek w
kierunku siatki krystalizacyjnej. Inna hipoteza tzw. wody strukturalnej, efekt krioprotekcyjny
przypisuje stabilizującym działaniom substancji ochronnych na zawartą wewnątrz komórek
wodę i błony komórkowe produktów.
Istnieje pogląd, że o właściwościach krioprotekcyjnych różnych związków decydować
mają ich pewne wspólne cechy. Może to być odpowiednie rozmieszczenie i wzajemna
orientacja określonych grup funkcyjnych w strukturze chemicznej ich cząsteczek.
Naturalne substancje o podobnym działaniu odkryto m.in. w rybach antarktycznych
(warunkujące ich przeżycie <0°C), ostatnio także w marchwi. Nie można wykluczyć, że w
przyszłości substancje ochronne pozyskiwane z ryb, owadów i roślin polarnych lub
otrzymywane syntetycznie z wykorzystaniem inżynierii genetycznej stanowić będą
podstawowy materiał wyjściowy do masowej produkcji preparatów o wysokiej skuteczności
krioprotekcyjnej.
Warunkiem skutecznej krioprotekcji jest bezpośredni kontakt substancji ochronnych z
makrocząsteczkami białek. Efektywność tę próbuje się zwiększyć przez łączne stosowanie
kilku różnych substancji o działaniu krioprotekcyjnym. Dobre efekty daje np. mieszanina
sorbitolu, sacharozy i skrobi, z niewielkim dodatkiem polifosforanów o synergistycznym
wpływie na węglowodany.
Odrębny problem stanowi wydłużenie okresu skuteczności działania substancji
ochronnych, osiągalne m.in. przez łączenie z działającym synergistycznie dodatkiem
osłaniającym lub stosowanie technologii mikrokapsułkowania, umożliwiającej kontrolowane
uwalnianie z kapsułek związków czynnych w określonym przez nas momencie procesu
produkcyjnego lub przechowywania.
Szanse wykorzystania krioprotekcji w przemysłowym przechowalnictwie mrożonej
żywności są nadal kwestią niezbyt odległej przyszłości. Należy oczekiwać, że znacznemu
poszerzeniu ulegnie zarówno lista nowych, wartościowych krioprotektantów, jak i zakres i 19
efektywność ich praktycznych zastosowań, przy jednoczesnym ustaleniu ich ceny na
poziomie pozwalającym wdrożyć je powszechnie do praktyki przemysłowej.

3.6. Inne substancje ochronne
Poza przeciwutleniaczami i synergentami, które wykorzystywane są obecnie w
ograniczonym zakresie oraz pozostającymi w fazie doświadczalnej krioprotektantami- w
chłodnictwie żywnościowym sporadycznie znajdują zastosowanie również inne substancje
ochronne.
W przemysłowej produkcji lodów jadalnych stosowane są powszechnie w dodatkach
rzędu 0,3- 0,4% wagi, emulgatory i stabilizatory, tj. związki obniżające napięcie
powierzchniowe na granicy faz układów i stabilizujące mieszanki lodowe. Obecnie w ofercie
rynkowej występuje wiele odmian emulgatorów i stabilizatorów odpowiednich do każdego
celu. W Polsce stosuje się jako emulgatory głównie monoglicerydy ME i MS.
Wiele innych substancji, które mają spełniać funkcję ochronną pozostaje nadal w
sferze badań podstawowych lub doświadczalnych wdrożeń przemysłowych.

4. Podsumowanie
Problem jakości i trwałości mrożonych produktów jest zagadnieniem bardzo
skomplikowanym. Wpływa na niego wiele czynników, często niezależnych od siebie i
pozostających w sprzeczności. W przyszłości zagadnieniem kluczowym będzie optymalizacja
warunków przechowywania mrożonej żywności, a także opracowanie technologii najbardziej
korzystnego łańcucha chłodniczego dla danego produktu.
Ważnym elementem w tej dziedzinie jest rozwój wspomagających czynników
technologicznych, a zwłaszcza produkcja nowoczesnych opakowań.

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s

Kategorie

%d blogerów lubi to: