Niekonwencjonalne metody utrwalania żywności

Niekonwencjonalne metody utrwalania żywności należą do metod nietypowych, z reguły nowoczesnych wykorzystujących najnowsze urządzenia techniczne. Spośród tych metod, które można wykorzystać podczas produkcji żywności o niskim stopniu przetworzenia możemy wymienić:

 ultradźwięki- obecnie stosowanie ultradźwięków jako jednej z metod utrwalania żywności ma znaczący wpływ na szybkość wielu procesów w przemyśle spożywczym. Stosunkowo nowa gałąź nauki o technologii żywności, jaką jest ultraakustyka, bardzo szybko i prężnie rozwija się na całym świecie. Wyniki dotychczasowych badań nad zastosowaniem ultradźwięków w przemyśle spożywczym i w technologii żywności wydają się być niezwykle obiecujące. Skutkiem zastosowania tej metody jest możliwość uproszczenia i znacznego skrócenia czasu stosowanych w przemyśle spożywczym metod konwencjonalnych takich jak: zamrażanie, cięcie, suszenia, sterylizacja czy także ekstrakcja.

Głównymi zaletami stosowania ultradźwięków podczas przetwarzania żywności są: bardziej efektywne mieszanie oraz mikro-mieszanie, szybszy transfer energii, zmniejszenie gradientów termicznych stężeń, obniżenie temperatury, selektywną ekstrakcje, znaczne zmniejszenie rozmiarów konstrukcji maszyn i urządzeń stosowanych w metodach konwencjonalnych, zwiększenie produkcji poprzez eliminacje innych procesów (Chemat et al. 2011). Pomiary ultradźwiękowe charakteryzują także wewnętrzną strukturę materiału, niewidoczną gołym okiem, a często niewykrywaną nawet przez sprzęt analityczny, np.

mikroskop. Nieinwazyjne i bezdotykowe badanie umożliwia także dokładniejsze poznanie wielu procesów technologicznych - ich kinetyki oraz zmian zachodzących w żywności pod ich wpływem. Aparatura wykorzystująca do pomiaru ultradźwięki pozwala na ciągłe monitorowanie zmian zachodzących w żywności, w najmniejszym nawet stopniu nie ingeruje w proces i nie zakłóca go. Ponadto ultradźwięki są bezpieczne zarówno dla pracowników zakładów przetwórczych zajmujących się produkcją żywności, jak i dla spożywających sonifikowaną żywność konsumentów. Przy tak wielkich możliwościach i przy tak znacznej redukcji kosztów, jakie oferuje zastosowanie ultradźwięków, wydaje się, że ultraakustyka stanie się popularną techniką w zakładach związanych z produkcją i przetwarzaniem żywności już w ciągu najbliższych lat (Kaczmarski i Lewicki 2005).

 techniki wysokich ciśnień-technologia wysokich ciśnień (w skrócie HPP – High Pressure Processing) jest stosowana na skalę przemysłową w wielu krajach, najczęściej w celu przedłużenia trwałości żywności na skutek redukcji liczby drobnoustrojów czy aktywności enzymów. Może być również wykorzystana do modyfikowania właściwości funkcjonalnych poszczególnych składników surowca i gotowego produktu, a tym samym kreowania nowych właściwości reologicznych, głównie teksturalnych (Pietrzak 2010). Techniki te stosuje się bardzo często w celu konserwacji żywności. Sposoby konserwacji metodą wysokich ciśnień były obiektem zainteresowania już na przełomie XIX i XX wieku, jednak dopiero niedawno wznowiono badania, oraz próby wprowadzenia jej na skalę przemysłową. Metoda HHP nie powoduje spadku ilości witamin w żywności, zmiany jej smaku, zapachu, a także w większości przypadków jej koloru. W metodzie HHP nie występują siły tnące, proces zachodzi inaczej niż w przypadku standardowej obróbki czyli natychmiastowo, nie ponosi za sobą deformacji produktu, ponieważ działające na jego powierzchnię ciśnienie osmotyczne jest jednakowe w każdym kierunku (Kulisiewicz 2003).

 techniki z wykorzystaniem pulsacyjnego pola elektrycznego- zastosowanie prądu elektrycznego w przetwórstwie żywności było przedmiotem zainteresowania naukowców już na początku XX w. W 1920 r. opracowana została metoda pasteryzacji mleka („ElectroPure Process”) przy użyciu zmiennego prądu elektrycznego o niskiej częstotliwości. Pionierskie badania nad zastosowaniem pulsacyjnego prądu elektrycznego w technologii żywności prowadził niemiecki inżynier Doevenspeck, który w 1960 r.

opatentował metodę wykorzystującą fale elektryczne o wysokim napięciu do dezintegracji komórek materiału żywnościowego w celu separacji poszczególnych faz (Toepfl 2006).

Utrwalanie żywności metodą PEF jest zdecydowanie lepszą technologią niż tradycyjna

obróbka termiczna żywności, ponieważ gwarantuje zachowanie cech sensorycznych i fizycznych produktów, przy jednoczesnej inaktywacji zanieczyszczeń biologicznych. Nie do końca nadaje się jednak do utrwalania owoców i warzyw, ponieważ stres spowodowany chwilowymi zmianami w momencie osiągania potencjału membranowego może prowadzić do utraty turgoru i zwiększenia możliwości ekstrakcji z komórek wartościowych składników (Nowicka i in. 2014)

7. Podsumowanie

Produkty spożywcze minimalnie przetworzone charakteryzują się jakością bardzo zbliżoną do surowców pierwotnych. Niestety są one dużo bardziej narażone na wiele niekorzystnych czynników chemicznych, biologicznych oraz fizycznych w porównaniu do produktów wysoko przetworzonych. Zapewnienie trwałości wyżej wymienionym produktom sprawiło, że coraz częściej poszukuje się nowych i skutecznych metod utrwalania nietermicznego. Wśród nich znajdują się ultradźwięki, techniki wysokich ciśnień, techniki membranowe, promieniowanie jonizujące techniki z wykorzystaniem pulsacyjnego pola elektrycznego, pakowanie w modyfikowanej atmosferze, a także obniżanie aktywności wody i metody fizykochemiczne. Dobór odpowiednich parametrów tych procesów gwarantuje nam stabilność mikrobiologiczną produktów o niskim stopniu przetworzenia oraz zachowanie ich wyjściowych cech sensorycznych.

8. Literatura

Chemat F, Zill-e-Huma, Khan MK (2011) Applications of ultrasound in food technology:

Processing, preservation and extraction. Ultrasonics Sonochemistry, 18 ( 4): 813-835.

Czapski J (2007) Czy nowe znaczy bezpieczne? Przemysł Spożywczy, 4: 12-15.

Kaczmarski ŁK, Lewicki PP (2005) Zastosowanie technik ultradźwiękowych w przetwarzaniu żywności. Przemysł Spożywczy, 9: 35-36.

Kulisiewicz L (2003) Konserwacja żywności metodą wysokich ciśnień, Technika chłodnicza i klimatyzacyjna,

12: 448-450.

Kuśmierczyk K, Szepieniec-Puchalska D (2008) Zmiany w konsumpcji żywności w Polsce.

Przemysł Spożywczy 12: 6-13.

Leadly C, Williams A (2001) Current and potential applications for power ultrasound in the food industry. New Food, 4 (3): 23–6.

Lencki RW (2005) Modified Atmosphere Packaging for Minimally Processed Foods. University of Guelph, Department of Food Science, Guelph, Canada.

Niemira BA, Sites J (2008) Cold plasma inactivates Salmonella Stanley and Escherichia coli O157:H7 inoculated on golden delicious apples. J Food Protection, 71: 1357-1365.

Nowicka P, Wojdyło A, Oszmiański J (2014) Zagrożenia powstające w żywności minimalnie przetworzonej i skuteczne metody ich eliminacji. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2 (93):

5-18.

Oliveira MA, Ribeiro EGA, Bergamini AMM et al. (2010) Quantification of Listeria

monocytogenes in minimally processed leafy vegetables using a combined method based on enrichment and 16S rRNA real-time PCR. Food Microbiology, 27: 19-23.

Perera CO (2005) Selected quality attributes of dried foods. Drying Technol. 23(4): 717–730.

Pietrzak D (2010) Perspektywy stosowania wysokich ciśnień w produkcji żywności wygodnej z mięsa drobiowego. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2 (69): 16-28.

Siddiqui MW, Rahman MS (2015) Minimally Processed Foods. Food Engineering Series, Springer, USA.

Świderski F, Waszkiewicz-Robak B (2008) Technologie minimalnego przetwarzania żywności.

Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 4: 38-40.

Szymczak B, Sawicki W, Bogusławska-Wąs E i in. (2011) Występowanie L.monocytogenes w świeżych owocach i warzywach pochodzących z upraw ekologicznych województwa zachodnio-pomorkiego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2 (75): 67 – 76.

Ucherek M (2004) Opakowalnictwo owoców i warzyw. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo- Warzywny, 3: 21-23.

Toepfl S (2006) Pulsed Electric Fields (PEF) for Permeabilization of cell membranes in food- and bioprocessing – applications, process and equipment design and cost analysis. Praca doktorska.

Technischen Universität, Berlin.

Wakabayashi K (2000) Changes in cell wall polysaccharides during fruit ripening. Journal of Plant Research. 113(1111): 231–237.

Wang Y, Bao Y, Shena D et al. (2008) Biocontrol of Alternaria alternata on cherry tomato fruit by use of marine yeast Rhodosporidium paludigenum. International Journal Food Microbiology, 123(3): 234-239.

Wiley RC (1994) Minimally Processed Fruit and Vegetables. ed. 1, Chapman & Hall, New York.