PROCESE DE CONSERVARE ALE ALIMENTELOR

PROCESE  DE  CONSERVARE  ALE  ALIMENTELOR

Conservarea reprezinta pastrarea alimentelor în buna stare în timp mai îndelungat.

Degradarea alimentelor se numeste alterare. Alterarea este produsa de unul sau mai multi factori. Ea poate fi:

a. biologica

b. fizico-chimica

a. Biologica - este provocata de microorganisme si enzime. Microorganismele sunt fiinte microscopice care au o energie de înmultire si viteza cu care se face schimbul de substante dintre mediul exterior si celula microorganismului.

Drojdiile, prin fermentatie, transforma zaharul în dioxid de carbon si alcool - pe acest mediu bogat în alcool etilic se dezvolta bacteriile 737w225h acetice care transforma alcoolul în acid acetic. Acidul acetic poate fi consumat de mucegaiuri rezultând bioxid de carbon si apa.

Alterarea alimentelor animale este provocata de bacteriile de putrefactie care descompun substantele albuminoide în produsi asimiliabili. Alterarea este semnalata de substantele volatile rau mirositoare (amoniac, hidrogen sulfurat). Suprafata carnii devine umeda, lipicioasa, fibrele se înmoaie, culoarea se închide, apoi ia un aspect cenusiu sau verde.

Enzimele sunt substante organice cu rolul de catalizatori biochimici. Actiunea lor este conditionata de mediu si de temperatura de 70⁰C. Acestea sunt usurate de oxidaze, catalaze, peroxidaze. Ele produc alterarea culorii, gustului si chiar a mirosului alimentelor.

b. Alterarea fizico-chimica este produsa de factori ca: lumina, aerul, caldura. Acesti factori produc modificarea culorii care este primul stadiu în alterarea generala a alimentelor sau a mirosului - aparitia unui miros strain. De asemenea se poate modifica si gustul (exemplu: râncezirea).

Pentru împiedicarea actiunii factorilor ce produc alterarea si marirea duratei de pastrare a alimentelor.

Procedeele industriale de conservare sunt alese atât în functie de aliment cât si de durata de pastrare.

Aceste procedee sunt: congelarea, uscarea, concentrarea, sterilizarea, fermentarea, conservarea cu ajutorul substantelor chimice.

Ele sunt:

1. Conserve propriu-zise - cu o durata teoretica nelimitata fiind ferite de atacul agentilor ce provoaca alterarea si în special fiind ferite de atacul microorganismelor.

Din aceasta grupa fac parte conservele sterilizate care se pot prepara din alimente de origine vegetala, alimente de origine animala sau mixte.

2. Semiconservele au o durata limitata numai la timpul când actioneaza agentul conservant: uscarea, conservarea cu substante chimice, congelarea, fermentarea.

Conditiile specifice pastrarii urmaresc sa asigure un echilibru între factorii externi si cei interni ai produselor.

Modificarile produselor alimentare în timpul pastrarii dupa cauzele care l-au produs sunt: fizice, chimice, biochimice. Ele apar atât la alimentele proaspete cât si la acelea supuse în prealabil unor procese tehnologice de conservare.

Modificarile fizice apar în alimente când nu sunt asigurati factorii optimi de pastrare. Cele cu un continut mare de apa pastrate în conditii de temperatura ridicata si umiditate scazuta se usuca. Bauturile alcoolice pierd alcool prin evaporare.

Cele cu un continut mic de apa: fainoase, zaharoase, cele obtinute prin dezhidratare, absorb vaporii de apa determinând aglomerarea acestora.

Când temperaturile de pastrare scad sub nivelul admis apare înghetarea.

Substantele colorante continute de unele alimente se decoloreaza în timp.

Modificarile chimice se datoreaza accesului oxigenului din aer asupra alimentelor bogate în grasimi - râncezirea si - bombajul conservelor se datoreaza produsilor chimici din alimente.

Modificarile biochimice - sunt procesele create de enzimele proprii alimentelor si de enzimele microorganismelor ce traiesc pe alimente. Maturarea este un proces dorit mai ales la carne - în care substantele proteice complexe sunt descompuse în timp, functie de conditiile de pastrare, în substante proteice mai simple cu un grad mai mare de asimilare. Procesul se mai numeste si autoliza.

Alterarea sau putrefactia este un proces nedorit care duce la pagube materiale importante. Este produs de bacteriile proteolitice datorita faptului ca acestea traiesc în medii alcaline. Procesul decurge în mai multe etape fiind însotit de râncezire sau mucegaire.

Fermentatia - proces nedorit, apare la legume si fructe bogate în zaharuri când din spatiul de pastrare lipseste oxigenul. Pot fi produse de drojdii dar si de bacterii. Denumirea diferita este data de numele produsului principal, nu de factorii care au creat acest proces.

Fermentatiile pot fi:

- lactica,

C₆H₁₂O₆           2C₃H₆O₃ + 22,5 Kcal

-       acetica,

C₆H₁₂O₆        3CH₃ - COOH + 15 Kcal

-       alcoolica,

C₆H₁₂O₆        2C₂H₅OH + 2CO₂ + 22 Kcal

-       butirica, propionica. Mecanismul acestora poate fi folosit divizat în industria alimentara, pentru obtinerea unor noi produse.

Mucegairea apare - în conditii de exces de umiditate - în spatiile de pastrare. Ea apare la suprafata alimentelor sub forma unui strat pulverulent, diferit colorat. Mucegairea apare si în profunzime, producând pete caracteristice.

Datorita acestor procese degradative, s-a impus stabilirea termenului de valabilitate pentru fiecare produs (termen de garantie). Acesta este o perioada scurta de timp exprimata în ore, zile, în care produsele sunt garantate de fabrica, în conditiile respectarii prescriptiilor date de standarde. Nerespectarea acestor prescriptii anuleaza obligativitatea fabricii de a recunoaste viciile ascunse ce apar în alimente, în timpul termenului de garantie.

Aceasta impune urmarirea modului în care marfurile îsi mentin calitatea în perioada termenului de garantie si grabirea ritmului de desfacere a produselor cu termen de garantie redus.

Pierderile cantitative apar si în cazul respectarii regulilor de pastrare-manipulare. Aceste pierderi se numesc perisabilitati si sunt cuprinse între anumite limite pentru diferitele produse alimentare.

CONSERVAREA PRODUSELOR ALIMENTARE

Se numeste conservare ansamblul de metode sau tratamente si operatii prin care creste durata de pastrare a unor produse alimentare în vederea reglarii proceselor biochimice a alimentelor ce provin din organisme vii si împiedicarii proceselor determinate de microorganisme.

Conservarea alimentelor are la baza cele 4 principii biologice:

- Bioza - este principiul vietii (gr. bios = viata) si consta în manifestarea vitala a organismului contracarând, în acelasi timp, actiunea daunatoare a bioagentilor (prin imunitatea naturala). Distingem o bioza totala (eubioza) si o bioza partiala (hemibioza).

În practica comerciala eubioza este aplicata în pastrarea produselor alimentare cu metabolism complet (animale vii, pasari vii, pesti vii, raci vii), iar hemibioza o regasim în pastrarea produselor detasate de planta mama (boabe de cereale, legume, fructe, oua, seminte de oleaginoase) care au un metabolism restrâns, continuându-si procesul de respiratie.

Pe baza continutului de apa optim din produs si prin reglarea parametrilor pastrarii la valori optime (lumina, umiditatea relativa a aerului, temperatura, circulatia aerului, microorganismele din spatiu) se poate mentine calitatea unor produse în timp îndelungat.

- Anabioza reprezinta principiul vietii latente aplicat pe scara larga în conservarea alimentelor. Anabioza consta în desfasurarea lenta a metabolismului celular sau chiar întreruperea functiilor vitale în anumite conditii de mediu. Tehnica consta în crearea unor conditii speciale în mediu si produs (deshidratare, cresterea presiunii osmotice, temperaturi scazute), care reduc convenabil procesele vitale ale organismului si în acelasi timp, minimalizeaza actiunea microorganismelor, microdaunatorilor, parazitilor.

Metodele de conservare care au la baza acest principiu sunt: refrigerarea, congelarea, deshidratarea alaturi de care întâlnim un grup de metode ce utilizeaza sarea, zaharul, otetul, gazele inerte si bioxidul de carbon.

- Cenoanabioza este principiul ce are la baza crearea unor conditii optime pentru dezvoltarea unor microorganisme prin a caror actiune în mediu apos formeaza compusi de inhibare a microorganismelor daunatoare, de alterare. În cazul legumelor si fructelor murate, în care intervin bacteriile lactice, prin desfasurarea fermentatiei lactice si formarea acidului lactic se stimuleaza si procesele biochimice de maturatie. O aplicare de mare importanta a principiului cenoanabiozei o întâlnim în fermentatia alcoolica - unde prin utilizarea selectiva a drojdiilor se obtin bauturi moderat si slab alcoolice (vin, bere)

- Abioza reprezinta principiul lipsei de viata si consta în distrugerea sau înlaturarea microorganismelor din produsul alimentar. Pe acest principiu se bazeaza pasteurizarea, sterilizarea, utilizarea conservantilor chimici, ultrafiltrarea.

Principii si metode de conservare

Principii biologice		Metoda de conser-vare	Aplicatii practice
Bioza	Eubioza	Pastrarea în stare vie a organismelor animale cu metabo- lism complet	Pastrarea în stare vie a animalelor, pasarilor, pestilor,  racilor
	Hemibioza	Pastrarea în stare vie a produselor ve-getale cu metabo-lism redus	Pastrarea în stare proaspata a cerea-lelor, legumelor, fructelor,semintelor
Anabioza	Fizoana- bioza	Psihroanabioza	Refrigerare
		Crioanabioza	Congelare
		Xeroanabioza	Deshidratare (partiala)
		Osmoanabioza	Sarare (Haloanabioza) Zaharare (Saccharoana-bioza)
	Chimio-anabioza	Acidoanabioza	Marinarea
		Anoxianabioza	Pastrarea în gaze inerte (CO2, N2) în absenta oxigenului
		Narcoanabioza	Conservarea sucurilor de fructe sub presiune de CO2
Cenoana- bioza	Chimioceno- anabioza	Acidocenoanabioza	Murarea (acidifiere naturala sau fer-mentatie lactica)
		Alcoolcenoanabioza	Fermentatia alcoolica (vin, bere)
Abioza	Fizioabioza	Termoabioza	Sterilizare Tyndalizare
		Radioabioza	Iradierea cu raze X,β,g, ultraviolete
	Macano- abioza	Antiseptoabioza	Conservarea cu antiseptice
		Sestoabioza	Filtrarea biologica (eliminarea microorganismelor)

Procedee importante de conservare - sunt alese în functie de natura alimentului si de conditiile de pastrare. Ele se împart în:

a. procedee prin frig,

b. prin deshidratare,

c. prin încalzire,

d. alte metode de conservare

a. Frigul ajuta la pastrarea alimentelor pentru ca încetineste sau întrerupe total activitatea microorganismelor. Ea cuprinde doua aspecte:

1. Refrigerarea

2. Congelarea

Refrigerarea - se aplica tuturor alimentelor perisabile. Consta în racirea (în jur de 5⁰C), pastrarea în stare refrigerata, reîncalzire.

Refrigerarea se aplica prin mai multe metode, functie de mediul de racire.

a. în aer - lent sau rapid, functie de viteza aerului. Se aplica în tunele cu viteza aerului de 2 - 3 m/s.

b. în gheata - la peste si uneori pasari si legume.

c. în vid - la legume cu suprafete mari de evaporare (salata verde, spanac). Se stropesc cu apa si prin evaporarea ei se realizeaza scaderea temperaturii.

d. în apa - la legume, peste si pasari.

Se face rapid, fara pierderi de aliment. Durata de racire depinde de urmatorii factori:

- proprietatile fizice ale alimentului

- forma geometrica a alimentului

- starea suprafetei corpului, temperatura initiala si finala a alimentului

- natura mediului refrigerent, umiditatea aerului 80 - 90%.

Refrigerarea se aplica:

- pentru formarea stocurilor

- pentru asigurarea conditiilor optime de pastrare în timpul transportului

- pentru pastrarea în conditii optime a alimentelor în reteaua comerciala si la consumatori.

Depozitarea produselor se face în camere frigorifice în apropierea tunelurilor. Ea nu afecteaza structura produselor.

Congelarea - se aplica pentru conservari mai îndelungate 1 - 2 ani.

Durata este determinata de factorii:

- scaderea temperaturii cu 20⁰C sub punctul de înghetare

(- 18⁰C; - 20⁰C)

- solidificarea produsului.

Aceasta metoda se aplica la carne, pasari, peste, oua, unt, fructe, legume, preparate, semipreparate.

Viteza de congelare depinde de grosimea straturilor congelate si de timpul de congelare.

Industrial instalatiile au viteze de congelare 1 - 20 cm/h.

Dupa viteza de congelare sunt mai multe metode:

- cu viteza lenta 0,1 - 1 cm/h

- cu viteza rapida 1 - 5 cm/h (-30⁰C; - 35⁰C)

- cu viteza foarte rapida 5 - 20 cm/h.

Dupa mediul de racire exista:

- în aer - se aplica tuturor produselor

- rapida în aer - în tunele de racire

- în lichide (pentru peste, pasari) temperatura = -20⁰C, -30⁰C

- prin contact cu placi metalice racite.

Prin congelare se produc o serie de modificari structurale ale alimentelor - apa se transforma în cristale de gheata, se rup membranele celulare. Se aplica la legume, fructe, carne, oua, peste, semipreparate. Daca se realizeaza un lant de frig metoda se numeste surgelarea.

b. Conservarea prin deshidratare

Deshidratarea reprezinta reducerea continutului de apa din produs. Prin aceasta metoda se asigura stagnarea activitatii enzimelor si oprirea activitatii microorganismelor.

 Prin concentrare - se întrerupe activitatea microorganismelor din unele solutii - sucul de tomate, sucurile de fructe prin îndepartarea unei parti din apa. Produsele nu sunt însa sterile. Acest procedeu se aplica pastei de tomate, mustul de struguri, sucul de fructe.

Concentrarea se poate realiza prin transformarea apei din produs în vapori sau prin transformarea apei din produs în gheata (cu ajutorul frigului).

Cu ajutorul frigului se aduc solutiile la temperaturi de sub 0⁰C, se formeaza cristale, apoi se centrifugheaza si se obtine lichidul concentrat (de exemplu la vinuri).

Concentrarea la cald se bazeaza pe eliminarea apei prin fierbere. Aceasta se face prin încalzire la presiunea atmosferica în rezervoare prevazute cu serpentine încalzite cu abur. Fiindca se ajunge la temperaturi de 110⁰C se pot modifica anumite proprietati - aroma (prin caramelizarea zaharului). Este mai eficienta concentrarea în vid (apa fierbe la 45⁰C). În aceste conditii se pastreaza aroma si gustul; de asemenea vitamina C.

Pentru reducerea cantitatii de vapori necesari concentrarii s-au construit instalatii cu dublu efect.

 Conservarea prin uscare - consta în eliminarea partiala a apei continuta de alimente cu ajutorul caldurii.

Acestui procedeu sunt supuse legumele si fructele, mai rar pestele si carnea. Uneori se spune cu alimentele sunt deshidratate. Acestea îsi pierd apa printr-o actiune provocata în vreme ce uscarea se realizeaza pe cale naturala.

Produsele conservate prin uscare se pastreaza în conditii bune când înmagazinarea este buna. De exemplu 1 m³ de legume uscate si presate cântareste 625 kg si corespunde la 7.500 kg legume proaspete.

Avantaje

- manopera redusa

- nu se adauga substante

- ocupa un volum mic si au greutate redusa.

Dezavantaje - se pot infesta cu molii, gargarite.

Se supun uscarii - varza, morcovi, pastârnacul, patrunjelul, ceapa, mazarea, fasolea, cartofii, fructele.

- Deshidratarea prin "atomizare" sau procedeul spray. Lichidele sunt atomizate într-un dispozitiv unde se amesteca cu aer la 170 - 180⁰C urmata de o evaporare ultrarapida la suprafata a particolelor. Se aplica la lapte, ceai, cafea, oua, supe, legume în pulpe. Ambalarea se face în cutii închise sub vid, în saci de alumina laminati, termosudabili.

- uscare cu raze infrarosii care traverseaza lichidul. Vaporii de apa eliminati sunt antrenati de un curent de aer uscat (se aplica mai ales la lapte).

- uscare cu radiatii si actiunea ultrasunetelor - laptele se refrigereaza la -16⁰C, vibratiile ultrasunetelor separa apa din constitutia de compusii organici ai laptelui (procedeul se utilizeaza în Anglia).

- Liofilizarea

- obtinerea de produse liofilizate care în prezenta apei dau o solutie sau o suspensie de structura si proprietati identice cu a produsului initial. Ea reprezinta o congelare urmata de sublimare în vid

- congelarea - produsul lichid este repartizat în cantitati egale în platouri dispuse pe etajerele unui cos. Ansamblul este introdus în congelator. Congelarea prin ventilare se face la -50⁰C în 90 de minute. Tehnica este costisitoare, dar se integreaza în circuitul deja stabilit. Avantajul esential - pastrarea prin conservare a valorii nutritive a produselor tratate.

Dupa congelare produsele sunt introduse în dispozitive speciale unde are loc sublimarea eventualilor vapori existenti în vid.

Liofilizarea propriu-zisa se prezinta: introducerea vidului în incinta. Daca vidul este bun se realizeaza sublimarea. Trei elemente sunt esentiale: vidul, frigul si încalzirea - care trebuie sa se gaseasca în echilibru.

Cu tehnica de liofilizare termenul de pastrare este mult mai lung - 2 ani pentru pasari, crustacee, sucuri de fructe si 3 - 5 ani legumele, carnea si  6 luni - 1 an la peste.

c. Încalzirea

1. Pasteurizarea - încalzirea la temperaturi sub 100⁰C timp scurt urmata de racirea brusca - se aplica sucurilor de fructe, compoturilor, pastei de tomate.

Poate fi:

- pasteurizare joasa - 65⁰C timp de 30 minute;

- pasteurizare înalta -  80 - 90⁰C timp de 1 - 2 minute;

- pasteurizare în strat subtire - 91 - 95⁰C timp de 1 - 2 secunde.

Datorita timpului redus al actiunii termice se pastreaza însusirile senzoriale, valoarea nutritiva si sunt inactivate enzimele din produs.

metoda se aplica la carne (semiconserve), bere, lapte, peste, sucuri, vin.

Durata de pastrare este scurta deoarece bacteriile sporulate nu sunt distruse.

Tindalizarea - o pasteurizare repetata de 2 - 3 ori, distruge formele vegetative si sporii microorganismelor între cele 2 - 3 raciri dar, fiind costisitoare nu se aplica pe scara industriala.

2. Sterilizarea în autoclave continuu rotative la 115 - 120⁰C timp de 1 h si 30 minute sau 2 h - dupa greutatea cutiilor.

Semiconservele - se lasa sa se subziste "sporii adormiti", carnea se conserva în cutii cu lichid - conservarea fiind foarte limitata determinata de pastrarea la rece. Ele nu sunt obligatoriu sterile.

Valoarea lor depinde de curatenia carnii si de aplicarea stricta în industrie a principiilor de igiena si manipulare.

Se aplica la lapte, brânzeturi pe baza de lapte.

Conditiile unei bune sterilizari depinde de:

a. numarul de microorganisme prezente în aliment

45.000 g/cm3	- 65 min.
4.300 g/cm3	- 35 min.
400 g/cm3	- 28 min.
40 g/cm3	- 22 min.

b. rezistenta la caldura a microorganismelor variaza cu forma de dezvoltare, formele vegetative sunt distruse la temperatura de 75 - 80⁰C, sporii sunt foarte rezistenti. Mucegaiurile sunt putin rezistente, drojdiile au rezistenta si mai mica.

c. aciditatea mediului - microorganismele sunt distruse în mediul acid.

d. viteza de patrundere a caldurii (termopenetratia)

Aceasta depinde de: dimensiunile cutiei, materialul din care este confectionat recipientul, consistenta produsului, temperatura initiala a produsului, temperatura de sterilizare, miscarea recipientilor.

Bombajul conservelor - au diverse cauze:

- biologic - datorat activitatii microorganismelor nedistruse

- fizic - datorat dilatarii continutului

- chimic - aciditate mare, prezenta colorantilor, nitratilor.

Avantajul sterilizarii este ca distruge toate formele de existenta a microorganismelor.

Dezavantajele - se produc modificari fizice, chimice si histologice în produs, sunt distruse vitaminele (partial), denaturate proteinele.

3. Uperizarea - sterilizarea continua a laptelui si altor produse lactate lichide - consta în ridicarea brusca a temperaturii (140⁰ timp de 20 minute), preîncalzirea la 75 - 80⁰C.

Se efectueaza în uperizatoare propriu-zise prin amestecarea vaporilor de apa cu lapte. Acestia condenseaza si îl aduce la 150⁰C (timp de 2,4 secunde) care determina distrugerea totala a sporilor si bacteriilor. Aceasta încalzire este urmata de racire brusca în vid si determina eliminarea vaporilor injectati, dar si a mirosurilor de furaje.

d. Alte metode de conservare

1. Sararea - prin aceasta metoda creste presiunea osmotica în produs si celulele se deshidrateaza treptat.

Aceasta se realizeaza:

a. cu sare direct în produs (sarare uscata)

b. cu o solutie de sare 12 - 24% (sarare umeda)

c. mixta - atât uscata cât si umeda.

Metoda se aplica la carne si peste.

2. Adaosul de zahar - determina o crestere a presiunii osmotice pâna la 400 atmosfere. Aceasta se aplica la conservarea fructelor prin adaugare de zahar sau sirop de zahar. Metoda se aplica si fructelor congelate. În general însa metoda este însotita si de un proces de fierbere (dulceturi, gemuri, siropuri).

3. Acidifierea

a. naturala - consta în formarea acidului lactic în medii de conservare biochimica prin fermentarea zaharurilor din produs sub actiunea bacteriilor lactice. Metoda se aplica la conservarea legumelor si fructelor (murarea), la obtinerea produselor lactate acide (iaurt, chefir, lapte acru, brânza de vaci, smântâna fermentata).

C₆H₁₂O₆        2CH₃-CHOH-COOH + 18 Kal

Acidul lactic are actiune antiseptica în concentratii mai mari de 0,5%. De asemenea vitamina C se pastreaza foarte bine. Produsul primeste si arome datorate formarii unor produsi secundari.

b. artificiala - se mai numeste si marinare si are la baza adaosul de acid acetic (otet) care are un dublu efect asupra bacteriilor: bacteristatica si bactericida.

Otetului (cu concentratie mai mare de 2%) i se adauga si condimente, si, se asociaza unui proces termic suplimentar (pasteurizare).

Prin marinare se conserva atât produse vegetale cât si pestele.

c. mixta se aplica atât metoda naturala cât si artificiala.

În general se merge cu acidifiere naturala în butoaie (0,5 - 0,8%) si apoi se adauga acid acetic (2,5 - 3%).

4. Afumarea - metoda de conservare mixta ce consta în expunerea la fum a unor alimente (brânzeturi, carne, peste).

Fumul exercita o actiune antiseptica prin componentii sai, iar circulatia aerului, caldura, o deshidratare partiala. Produsele primesc o culoare, miros si gust specific.

În functie de temperatura exista:

a. afumare foarte calda ( hituire) la 60 - 100⁰C timp de 30 - 180 minute (la mezeluri foarte proaspete, specialitati)

b. afumare calda  la 20 - 35⁰C timp de 12 - 18 ore, se aplica salamurilor semiafumate si afumaturilor de porc

c. afumare rece  la 10 - 18⁰C timp de 5 - 15 zile, se aplica produselor cu pastrare îndelungata.

5. Utilizarea antisepticilor

a. antibioticelor - se aplica la conservarea pasarilor taiate, a carnii si a pestelui în doze foarte mici (nizina, subtilina, tetraciclina).

Se mai folosesc acidul sulfuros (si derivati), acidul benzoic, acidul formic si derivati, acid sorbic si saruri, esteri etilici, propilic.