технології
-

Сьогодні ми все більше усвідомлюємо тісний взаємозв’язок між їжею та здоров’ям, ми шукаємо продукти, які обробляються мінімально, апетитно, легко споживаються та мають функціональні властивості. За останні роки було досягнуто важливих успіхів у галузі технологій збереження та/або трансформації харчових продуктів, що відрізняються від традиційних термічних застосувань, завдяки чому ми досягли мінімально оброблених харчових продуктів з однаковими сенсорними та харчовими якостями, гарантуючи їхню безпеку та збереження. його біоактивні сполуки.

Безпека харчових продуктів повинна бути врахована повністю. Ми не можемо робити вигляд, що отримуємо безпечну їжу для споживання, якщо ми не здатні інтегрувати під тією ж парасолькою всі ті аспекти, які можуть вплинути на процес виготовлення цієї їжі. У цій статті ми збираємося взяти до уваги аспекти, пов'язані з деякими технологіями, які розглядаються як нові технології збереження їжі, технології, спрямовані на лікування їжі з метою усунення її змінної та патогенної мікробіоти, але ми не повинні думати, що із застосуванням цих нових інструментів ми вирішили проблему харчової безпеки нашої продукції. Хороша практика поводження, правильний дизайн приміщень та їх стан, екологічний контроль, гігієна переробних підприємств, придатність матеріалів ... - ось деякі з факторів, які нам обов’язково доведеться враховувати, коли справа стосується встановити план безпечності харчових продуктів нашої продукції.

Крім того, застосування альтернативних технологій збереження до традиційної пастеризації, серед яких виділяється високий гідростатичний тиск, становить революцію в харчовій промисловості шляхом отримання безпечних продуктів, що зберігають функціональні, харчові та сенсорні характеристики свіжих продуктів, з довшою полицею життя та більші гарантії безпеки харчових продуктів. Переглядаючи традиційні методи (пастеризація, стерилізація, заморожування), ми бачимо, що найпоширеніші для консервації продукти засновані на коливаннях температури, як нагрівання, так і заморожування. Завдяки цим температурним градієнтам ми досягаємо як інактивації мікроорганізмів, так і змінних ферментів, але, навпаки, маємо проблеми денатурації білків, зміни текстури, ароматизаторів, неферментативного побуріння, ...

Пастеризація (м’який термічний процес, при якому знищуються патогенні мікроорганізми) вимагає поєднання з іншим процесом консервації, як правило, охолодженням або заморожуванням або використанням добавок (підкислювачів, концентрованих цукрів тощо). Що стосується стерилізації (різка термічна обробка, що дозволяє знищити вегетативні форми та мікробні спори), вона передбачає суттєві зміни харчових та сенсорних якостей їжі: перепікання, зміна текстури та смаку, хоча стерильні продукти можуть зберігати при кімнатній температурі до до двох років. Заморожування зменшує кількість доступної води, застигаючи та фіксуючи її частину, що значно уповільнює хімічні та біохімічні реакції та зупиняє мікробіологічний ріст, спричиняючи втрату смаку та аромату та погіршення кольору та текстури, оскільки ферментні системи залишаються активними.

Серед нових технологій збереження ми знаходимо деякі, вже впроваджені на ринку завдяки великим перевагам їх застосування (у випадку високого тиску), а інші в передових дослідженнях (імпульсне ультрафіолетове світло, радіочастота, ультразвук, омічне нагрівання, випромінювання, рідини надкритичні, холодна плазма, озон ...)

Радіочастота: Це техніка, при якій застосовується електрична енергія, яка перетворюється на електромагнітні хвилі, які генерують тепло всередині продукту за рахунок коливань диполів (води, що міститься в їжі) та іонної деполяризації (мінеральних солей їжі). Основним недоліком радіочастотного діелектричного нагріву є відсутність рівномірності розподілу температури, що призводить до появи гарячих і холодних плям.

Електричні імпульси високої напруги або високої інтенсивності: Він полягає в подачі електричного струму у вигляді дуже коротких імпульсів через їжу, розміщену між двома електродами. Це нетермічний процес, оскільки оброблені продукти зберігаються при кімнатній температурі, або в будь-якому випадку при температурі, нижчій від пастеризації їжі. З цієї причини продукти, оброблені за цією технологією, мають сенсорні та харчові властивості, які більше схожі на властивості свіжого продукту. Електричні імпульси спричиняють руйнування клітинної мембрани мікроорганізмів шляхом електропорації без значного вкладу тепла.

Омічне опалення:

Омічний нагрівач, також відомий як нагрівач Джоуля, - це електричний нагрівальний пристрій, який використовує власний електричний опір рідини для генерування тепла. Разом з мікробною інактивацією, отриманою від самого нагрівання, відбувається електропорація клітинних мембран. Основні переваги цієї технології полягають у тому, що нагрівання відбувається швидко і розподіляється рівномірно, залишкове тепло не передається після вимкнення струму, а також інкрустації на поверхні теплопередачі, а вартість обслуговування обладнання не висока . Серед недоліків є складність управління, оскільки необхідне пильне регулювання між температурою та розподілом електричного поля.

Випромінювання

Харчові продукти, необроблені або оброблені, піддаються дії іонізуючого випромінювання (електрони високої енергії, рентгенівські промені або гамма-промені) або неіонізуючого випромінювання (УФ-світло). У будь-якому з випадків утворюються вільні радикали, які іонізують органічні молекули їжі, викликаючи основні пошкодження на рівні ДНК. Модифікації, які викликає випромінювання кольору, смаку, аромату та інших параметрів якості, мінімальні. Мікробіологічно цвіль і дріжджі більш стійкі до іонізуючого випромінювання, ніж бактерії. На харчовому та сенсорному рівнях ефекти сильно залежать від використовуваної дози.

Озон

Порівняно з традиційними дезінфікуючими засобами (хлор, діоксид хлору, хлорит натрію, гіпохлорит натрію, гіпохлорит кальцію, пероксиоцтова кислота), показано, що озонування зменшує кількість найпоширеніших мікроорганізмів та патогенних мікроорганізмів, що псують їжу. Ефективність цієї обробки залежить від потоку газу, концентрації, температури, рН середовища та присутності органічних речовин.

Холодна плазма

Це четвертий стан речовини, де немає термодинамічної рівноваги між електронами та більшістю газоподібних атомів і молекул, що породжує адіабатичну систему з високим вмістом кінетичної енергії при низьких температурах, завжди нижче 70 ºC. Холодна плазма генерується шляхом впливу газу на потужне електричне поле, частково іонізуючи його.

Крім того, утворюються високоенергетичні види, здатні розривати ковалентні зв’язки та ініціювати численні хімічні реакції з технологічними наслідками, включаючи інактивацію мікроорганізмів. Тривалий вплив неминуче виснажує вміст антиоксидантних поліфенолів. В даний час ця технологія дорога і дорога, і існує дуже мало комерціалізованих систем, орієнтованих на дуже конкретні програми.

Надкритичний вуглекислий газ

Ця обробка включає рідкий СО2, надкритичний СО2 та СО2 під високим тиском (вуглекислий газ з високим тиском, HPCD) і має дуже привабливі властивості як метод консервування їжі завдяки своїй високій антимікробній здатності, своїй дії проти змін ферментів, низькій токсичності та легкому видаленню - просто розгерметизуйте.

УЗД

Механізми, за допомогою яких ультразвук інактивує мікроорганізми кавітація, що призводить до ослаблення або розпаду бактеріальних клітин. Під час кавітації також утворюються вільні радикали, які хімічно атакують клітини, крім того, що виробляють пероксид водню, бактерицид як такий. Ультразвукова обробка, поодинці або в поєднанні з теплом та/або тиском, ефективна для інактивації мікроорганізмів та кращого утримання біоактивних сполук у рідких харчових продуктах порівняно зі звичайною термічною обробкою. Однак на деякі властивості, такі як аромат і колір, може негативно впливати окислювальний ефект та кавітація. Ось чому застосування ультразвуку в харчовій промисловості в основному застосовується для очищення та дезінфекції приміщень, таких як автоматизація гігієни підвішування гачків на птахофабриках, різання ножів, сіток та металевих рукавичок ..., отримання дуже позитивних результатів, мінімізуючи час оператора очищення та оптимізуючи споживання води та хімічних продуктів. (посилання BETELGEUX HPC).

Високий гідростатичний тиск:

Ця технологія використовує воду як середовище для рівномірного передачі тиску від 100 до 1000 МПа на їжу при помірних температурах (5 - 25 ºC), що призводить до значного зменшення мікробного навантаження та продовження терміну зберігання. Однак, хоча більшість вегетативних клітин можна інактивувати при відносно низькому тиску (200-400 МПа), спори бактерій є більш стійкими і потребують поєднання високого тиску і температури. Цей процес впливає лише на нековалентні зв’язки (водневі, іонні та гідрофобні), мало впливаючи на ковалентні зв’язки, які пов’язані із сенсорними та харчовими властивостями їжі. Обробка високим тиском - це процес нетеплової летальності, який поважає природні властивості оброблюваних продуктів. Ця технологія, що складається з передачі ізостатичного тиску, що передається водою, є природною, чистою та шанобливою до навколишнього середовища, переробляє використану воду і вимагає лише електричної енергії. Разом з цим використання цієї технології дозволяє уникнути використання консервантів та добавок у виробництві продуктів.

Здатність високого гідростатичного тиску зберігати їжу була відома ще в 1899 році, коли Hite пастеризував молоко шляхом герметизації, демонструючи тим самим зменшення мікробної популяції завдяки використанню цієї техніки. З цього першого дослідження, роками пізніше, вони почали вивчати вплив високого тиску на інші види продуктів, такі як фрукти, овочі та м'ясо. Однак розробка обладнання, яке могло б здійснювати високий тиск на продукти харчування для комерційних цілей, була неможливою до кінця 20 століття.

В даний час існують компанії, що займаються виробництвом обладнання для використання в таких секторах, як напої, молочна, м'ясна, риболовецька та сільське господарство. Ці компанії, серед яких слід виділити Гіпербарік за те, що він був одним із першопрохідців у виробництві цього обладнання, можуть розробляти та виготовляти індивідуальне обладнання для кожного конкретного випадку, маючи можливість регулювати параметри обладнання (кількість підсилювачів, потужності, час, цикли)/год ...) на основі реальних потреб, максимально регулюючи вашу продуктивність.

Високі гідростатичні тиски становлять техніку обробки, яка, як уже зазначалося, полягає у підданні твердої або рідкої їжі, вже упакованої в остаточний гнучкий формат, тиску від 100 до 1000 МПа, (як правило, високого тиску від 400 до 600 МПа/4000 бар і 6000 бар) з водою як передавачем тиску, при температурі в діапазоні від 5 до 25 ° C протягом перемінного часу від декількох секунд до 20 хвилин, таким чином досягаючи зменшення кількох логарифмів псування та патогенних мікроорганізмів у їжі. Як перевага перед термічними обробками під високим тиском, хімічні компоненти, пов’язані з органолептичними якостями їжі (амінокислоти, вітаміни, леткі молекули), такі як смак, колір або харчова цінність, здається, не впливають на дію цієї технології., оскільки це не впливає на ковалентні зв’язки.

Три критичні параметри, які слід контролювати при розробці будь-якої обробки високим тиском, - це температура, тиск і час. Що стосується часу, важлива не тільки тривалість обробки при бажаному тиску, але і час, необхідний для досягнення згаданого тиску, і час декомпресії після обробки для відновлення атмосферного тиску.

Є два основоположні принципи, на яких базується застосування високого тиску:

  1. Принцип Ле Шательє. Якщо зовнішні порушення виникають на системі в рівновазі, система буде відрегульована таким чином, що згадане порушення частково скасовується, коли система досягає нового положення рівноваги. Якщо рівноважна реакція порушується ззовні, система еволюціонує у напрямку протидії наслідкам згаданого порушення. Явищам, що супроводжуються зменшенням об’єму, сприяє підвищення тиску і навпаки. Відповідно до цього принципу, застосування високого тиску збільшує швидкість реакцій, що передбачають зменшення об’єму, і затримує ті, де об’єм збільшується.
  2. Принцип Паскаля. Тиск, що чиниться на нестисливу та рівноважну рідину всередині ємності з недеформованими стінками, передається з однаковою інтенсивністю у всіх напрямках і в усіх точках рідини.

Прикладається тиск рівномірно і майже миттєво передається у всі точки їжі, незалежно від її складу, розміру та геометричної форми. Це дозволяє уникнути деформації продукту, незважаючи на те, що він зазнає таких високих тисків, і робить його рівномірним і не створює недоопрацьованих або недоопрацьованих ділянок. Отже, проблеми просторових варіацій при консерваційних обробках, пов'язані з теплом, мікрохвилями та випромінюванням, не спостерігаються у продуктах, оброблених високим тиском.

Одне з міркувань, яке слід враховувати при застосуванні цих процедур як до твердої, так і до рідкої їжі в гнучкій вакуумній упаковці, полягає в тому, що їх не можна застосовувати до продуктів, упакованих у тверду тару (скло або банку), або до твердих продуктів, що містять надмірну кількість повітря. Іншими факторами, що беруть участь у процесі збереження високого тиску, є склад продукту, рН, активність води та цілісність контейнера, що його містить.