TERMICZNE METODY
UTRWALANIA ŻYWNOŚCI –
WADY I ZALETY
TERMICZNE METODY
UTRWALANIA ŻYWNOŚCI –
WADY I ZALETY
Justyna Kosińska
Biotechnologia
Wydział Nauk o Żywności
TERMICZNE METODY
UTRWALANIA ŻYWNOŚCI –
WADY I ZALETY
TERMICZNE METODY
UTRWALANIA ŻYWNOŚCI –
WADY I ZALETY
Justyna Kosińska
Biotechnologia
Wydział Nauk o Żywności
Plan Prezentacji
Plan Prezentacji
1. Cel Pracy
2. Cele utrwalania.
3. Zmiany zachodzące w żywności
podczas utrwalania.
4. Parametry określające wpływ
temperatury na drobnoustroje.
5. Podział termicznych metod
utrwalania żywności.
1. Cel Pracy
2. Cele utrwalania.
3. Zmiany zachodzące w żywności
podczas utrwalania.
4. Parametry określające wpływ
temperatury na drobnoustroje.
5. Podział termicznych metod
utrwalania żywności.
Cel Pracy
Cel Pracy
Porównanie termicznych metod
utrwalania żywności z
uwzględnieniem zmian
zachodzących w produktach pod
wpływem temperatury.
Porównanie termicznych metod
utrwalania żywności z
uwzględnieniem zmian
zachodzących w produktach pod
wpływem temperatury.
Utrwalanie
Utrwalanie
Wstrzymanie lub spowolnienie procesów
biochemicznych
Wstrzymanie lub spowolnienie procesów
biochemicznych
Zniszczenie lub usunięcie drobnoustrojów
oraz zabezpieczenie przed infekcją
(przypadkowym skażeniem żywności
drobnoustrojami chorobotwórczymi,
szkodliwymi pasożytami itp.)
Zniszczenie lub usunięcie drobnoustrojów
oraz zabezpieczenie przed infekcją
(przypadkowym skażeniem żywności
drobnoustrojami chorobotwórczymi,
szkodliwymi pasożytami itp.)
Wstrzymanie procesów chemicznych
Wstrzymanie procesów chemicznych
Z
m
ia
n
y
z
a
ch
o
d
zą
ce
w
ż
y
w
n
o
śc
i
p
o
d
w
p
ły
w
e
m
t
e
m
p
e
ra
tu
ry
Z
m
ia
n
y
z
a
ch
o
d
zą
ce
w
ż
y
w
n
o
śc
i
p
o
d
w
p
ły
w
e
m
t
e
m
p
e
ra
tu
ry
Chemiczne
Chemiczne
Mikrobiologiczne
Mikrobiologiczne
Rys 1. Podział zmian zachodzących w żywności pod wpływem
temperatury
Chemiczne
Chemiczne
• Enzymatyczne i nieenzymatyczne reakcje brązowienia
• Enzymatyczne i nieenzymatyczne reakcje brązowienia
• Niszczenie witamin
• Niszczenie witamin
• Niszczenie aminokwasów
• Niszczenie aminokwasów
• Utlenianie tłuszczów
• Utlenianie tłuszczów
• Niszczenie pigmentów np: karotenoid, flawonoidy
• Niszczenie pigmentów np: karotenoid, flawonoidy
• Rozwój niepożądanych cech smakowych
• Rozwój niepożądanych cech smakowych
• Niszczenie węglowodanów i protein
• Niszczenie węglowodanów i protein
• Retrogradacja skrobii
• Retrogradacja skrobii
Mikrobiologiczne
Mikrobiologiczne
Najważniejsze zmiany
mikrobiologiczne zachodzące w
żywności podczas termicznego
utrwalania to: inaktywacja komórek
wegetatywnych podczas pasteryzacji
oraz komórek wegetatywnych i
endospor podczas sterylizacji.
Najważniejsze zmiany
mikrobiologiczne zachodzące w
żywności podczas termicznego
utrwalania to: inaktywacja komórek
wegetatywnych podczas pasteryzacji
oraz komórek wegetatywnych i
endospor podczas sterylizacji.
Parametry opisujące wpływ
temperatury na drobnoustroje
Parametry opisujące wpływ
temperatury na drobnoustroje
Czas redukcji decymalnej (współczynnik
D)
Stała termicznego czasu śmierci
(współczynnik Z)
Współczynnik letalny
Czasowy współczynnik sterylizacji
(współczynnik F)
Czas redukcji decymalnej
Czas redukcji decymalnej
Rys. 2 Krzywa retencji żywych drobnoustrojów w danej
temperaturze ( M. Boruch, D. Król, 1993)
Stała termicznego czasu
śmierci
Stała termicznego czasu
śmierci
Rys. 3 Zmiana wartości odporności cieplnej drobnoustrojów
w zależności od temperatury (M. Boruch, D. Król, 1993)
Współczynnik letalny
Współczynnik letalny
Posługując się współczynnikiem z
wskaźnik śmiertelności można policzyć
ze wzoru:
Gdzie:
T- temperatura procesu
Tr- temperatura odniesienia (zazwyczaj
121,1ºC)
Posługując się współczynnikiem z
wskaźnik śmiertelności można policzyć
ze wzoru:
Gdzie:
T- temperatura procesu
Tr- temperatura odniesienia (zazwyczaj
121,1ºC)
•
Przykład
Przykład
Proces prowadzono w 111,1ºC,
współczynnik z wynosi 10ºC a temperatura
odniesienia to 121,1ºC
Co oznacza że ogrzewanie danego produktu
w temperaturze 111,1ºC przez 1 min. Daje
taki sam efekt jak ogrzewanie tego
produktu w temperaturze 121,1ºC przez 0,1
min (B. Caballero i inni, 2003).
Proces prowadzono w 111,1ºC,
współczynnik z wynosi 10ºC a temperatura
odniesienia to 121,1ºC
Co oznacza że ogrzewanie danego produktu
w temperaturze 111,1ºC przez 1 min. Daje
taki sam efekt jak ogrzewanie tego
produktu w temperaturze 121,1ºC przez 0,1
min (B. Caballero i inni, 2003).
•
Czasowy współczynnik sterylizacji
Czasowy współczynnik sterylizacji
Inaczej liczba sterylizacji to
współczynnik wyrażony w minutach
określający czas potrzebny do zabicia
przetrwalników do poziomu 1/dm
3
w
temperaturze 121,1ºC (M. Boruch, B.
Król, 1993).
Inaczej liczba sterylizacji to
współczynnik wyrażony w minutach
określający czas potrzebny do zabicia
przetrwalników do poziomu 1/dm
3
w
temperaturze 121,1ºC (M. Boruch, B.
Król, 1993).
Termiczne
metody
utrwalania
żywności
Termiczne
metody
utrwalania
żywności
Wysoka
temperatura
Wysoka
temperatura
Pasteryzacja
Pasteryzacja
Sterylizacja
Sterylizacja
Niska
temperatura
Niska
temperatura
Chłodzenie
Chłodzenie
Zamrażanie
Zamrażanie
Rys. 4 Podział termicznych metod utrwalania żywności
Pasteryzacja
Pasteryzacja
Pasteryzacja to proces obróbki cieplnej
stosowany w celu uniknięcia
zdrowotnych zagrożeń wynikających z
obecności w produkcie drobnoustrojów
chorobotwórczych z minimalizacją
chemicznych, fizycznych i
organoleptycznych zmian w produkcie.
(Definicja IDF)
Pasteryzacja to proces obróbki cieplnej
stosowany w celu uniknięcia
zdrowotnych zagrożeń wynikających z
obecności w produkcie drobnoustrojów
chorobotwórczych z minimalizacją
chemicznych, fizycznych i
organoleptycznych zmian w produkcie.
(Definicja IDF)
Pasteryzowane
produkty
Mleko
Mleko
Piwo
Piwo
Wino
Wino
Mięso
Mięso
Przetwory owocowe
Przetwory owocowe
Mikroorganizmy występujące w
mleku
Mikroorganizmy występujące w
mleku
Listeria monocytogenes
Salmonella spp.
Escherichia coli
Staphylococcus aureus
Brucella spp.
Rys. 1[1]
Rys. 2[2]
Rys. 3[3]
Rys. 4[4]
Rys. 5[5]
Mikroorganizmy występujące w
piwie
Mikroorganizmy występujące w
piwie
Lactobacillus
Pediococcus
Pectinatus
Megasphaera
Rys. 6[6]
Rys. 7[7]
Rys. 8[8]
Rys. 9[9]
Mikroorganizmy występujące w
przetworach owocowych
Mikroorganizmy występujące w
przetworach owocowych
Leuconostoc
mesenteroides
Bacillus subtilis
Clostridium butyricum
Bacillus cereus
Rys. 13[13]
Rys. 12[12]
Rys. 11[11]
Rys. 10[10]
Sposoby
Pasteryzacji
LTLT
HTST
Rys. 14 Podział metod pasteryzacji
Tabela 1. Podział metod pasteryzacji
LTLT
• Low temperature, long
time
• Niska temperatura, długi
czas
• 63°C, 30 minut
HTST
• High temperature, short
time
• Wysoka temperatura,
krótki czas
• 72°C, 15 sekund
• 89°C, 1.0 sekunda
• 90°C, 0.5 sekundy
• 94°C, 0.1 sekundy
• 100°C, 0.01 sekundy
Rys. 15 Schemat procesu pasteryzacji[14]
Rys. 16 Automat do pasteryzacji[15]
Sterylizacja
Sterylizacja
Sterylizacja to proces w wyniku
którego następuje całkowite
wyeliminowanie wszystkich żywych
organizmów znajdujących się w/na
obiekcie podlegającym sterylizacji.
Sterylizacja niszczy: drożdże, pleśnie,
komórki wegetatywne bakterii oraz
przetrwalniki wydłużając czas
zdatności do spożycia przy
przechowywaniu w temperaturze
pokojowej (B. Caballero i inni, 2003).
Sterylizacja to proces w wyniku
którego następuje całkowite
wyeliminowanie wszystkich żywych
organizmów znajdujących się w/na
obiekcie podlegającym sterylizacji.
Sterylizacja niszczy: drożdże, pleśnie,
komórki wegetatywne bakterii oraz
przetrwalniki wydłużając czas
zdatności do spożycia przy
przechowywaniu w temperaturze
pokojowej (B. Caballero i inni, 2003).
Metody sterylizacji
Metody sterylizacji
Termiczne
Termiczne
Sterylizacja parą
wodną
121°C-123ºC przez
15-30 sekund pod
ciśnieniem 1 atm.
Sterylizacja parą
wodną
121°C-123ºC przez
15-30 sekund pod
ciśnieniem 1 atm.
Sterylizacja
Suchym powietrzem
160°C-180°C przez 1-
1,5 godzin
y.
Sterylizacja
Suchym powietrzem
160°C-180°C przez 1-
1,5 godzin
y.
Sterylizacja UHT
135°C-140°C przez 2-
4 sekund
Sterylizacja UHT
135°C-140°C przez 2-
4 sekund
Nietermiczne
Nietermiczne
Rys. 17 Podział metod sterylizacji
UHT
UHT
Określenie sterylizacja UHT (Ultra High
Temperature) oznacza, że
sterylizowany materiał, którym jest
zwykle ciecz jest poddawany
ogrzewaniu w temperaturze 135°C-
140° przez 2-4 sekund po czym zostaje
schłodzony do 20°C.
Określenie sterylizacja UHT (Ultra High
Temperature) oznacza, że
sterylizowany materiał, którym jest
zwykle ciecz jest poddawany
ogrzewaniu w temperaturze 135°C-
140° przez 2-4 sekund po czym zostaje
schłodzony do 20°C.
Zalety sterylizacji UHT
Zalety sterylizacji UHT
1. W temperaturze powyżej 130°C
szybkość niszczenie drobnoustrojów
jest większa niż szybkość reakcji
powodujących degradację
składników żywności.
2. W temperaturze ok. 140°C wartość
czasowego równoważnika sterylizacji
który wynosi 3 minuty można
uzyskać w 2,5 sekundy.
1. W temperaturze powyżej 130°C
szybkość niszczenie drobnoustrojów
jest większa niż szybkość reakcji
powodujących degradację
składników żywności.
2. W temperaturze ok. 140°C wartość
czasowego równoważnika sterylizacji
który wynosi 3 minuty można
uzyskać w 2,5 sekundy.
Rys.18 Schemat instalacji do produkcji mleka (M. Boruch, D.
Król, 1993)
Chłodzenie
Chłodzenie
Przechowywanie żywności w
temperaturze od 4-6ºC.
Stosowane jest do krótkotrwałego
przechowywania takich produktów
żywnościowych jak: mleko, mięso,
wędliny, jaja, warzywa i owoce.
Przechowywanie żywności w
temperaturze od 4-6ºC.
Stosowane jest do krótkotrwałego
przechowywania takich produktów
żywnościowych jak: mleko, mięso,
wędliny, jaja, warzywa i owoce.
Zamrażanie
Zamrażanie
Zamrażanie to metoda utrwalania
żywności która polega na szybkim
zamrożeniu produktu do temperatury
od -20 do -45ºC.
Zamraża się takie produkty jak: Mięso,
ryby, surowe warzywa i owoce.
Zamrażanie to metoda utrwalania
żywności która polega na szybkim
zamrożeniu produktu do temperatury
od -20 do -45ºC.
Zamraża się takie produkty jak: Mięso,
ryby, surowe warzywa i owoce.
Bibliografia
Książki