Conservare 2013-2014_EANA

70
Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară a Banatului Timişoara Facultatea: Tehnologia Produselor Agroalimentare Departamentul: Ştiinţa Alimentului Disciplina: Principii şi metode moderne de conservare TEMATICA pentru examenul sesiunea iarnă 2014 – anul IV (EANA) 1. Conservarea produselor alimentare. Prezentare generală. Ce sunt alimentele? Cauzele alterării produselor alimentare. Clasificarea metodelor de conservare. 2. Rolul apei în produsele alimentare. Considerente generale. Conţinutul de apă din materiile prime alimentare. Conţinutul de umiditate al produselor alimentare procesate. Proprietăţile funcţionale ale apei şi consecinţele acesteia asupra reacţiilor chimice, biochimice şi dezvoltării microorganismelor. 3. Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului. Consideraţii generale. Conservarea prin refrigerare a produselor de origine vegetală. Conservarea fructelor şi legumelor în atmosferă controlată. Conservarea prin refrigerare a produselor de origine animală. Depozitarea produselor de origine animală în stare refrigerată. Conservarea cărnii în ambalaje de desfacere. Conservarea cărnii sub vid. Conservarea cărnii refrigerate prin ambalare în atmosferă controlată. Conservarea cărnii refrigerate în atmosferă modificată. Conservarea prin congelare. Considerente generale. Particularităţi privind congelarea produselor alimentare. Durata de păstrare a produselor alimentare congelate. Calitatea igienică, industrială şi senzorială a produselor alimentare congelate. Decongelarea produselor alimentare. 4. Conservarea cu ajutorul tratamentului termic clasic. Aspecte generale privind tratamentul termic clasic. Mecanismul inactivării/distrugerii termice a microorganismelor. Aparate pentru pasteurizarea şi sterilizarea produselor alimentare. Duratele de păstrare ale produselor alimentare pasteurizate şi sterilizate. 5. Conservarea prin concentrare. Aspecte generale ale concentrării cu ajutorul căldurii. Instalaţii de concentrare clasice. Concentrarea prin congelare. Concentrarea prin absorbţie. Concentrarea prin membrane. 6. Conservarea prin uscare. Considerente generale. Principiile fundamentale ale uscării. Tehnici uzuale de uscare. Depozitarea produselor deshidratate sau uscate. Condiţii impuse produselor uscate în Romania. 7. Conservarea prin acidifiere artificială (marinarea). 8. Conservarea cu ajutorul zahărului. 9. Conservarea prin sărare. Principiile conservării prin sărare. Factorii care influenţează procesul de sărare. Toleranţa la sare a microorganismelor. Rolul ingredientelor de sărare. Efectul antibacterian al azotiţilor. Acceleratori de sărare. Folosirea polifosfaţilor. Bibliografie recomandată 1. Jianu, C., Note de curs, an universitar 2013/2014 semestrul I. 2. Banu, C., Principiile conservării produselor alimentare, Ed. AGIR, Bucureşti, 2004. Şef disciplină Conf. dr. ing. Călin Jianu Timişoara la, 11 decembrie 2014

Transcript of Conservare 2013-2014_EANA

Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară a Banatului Timişoara Facultatea: Tehnologia Produselor Agroalimentare Departamentul: Ştiinţa Alimentului Disciplina: Principii şi metode moderne de conservare

TEMATICA pentru examenul sesiunea iarnă 2014 – anul IV (EANA)

1. Conservarea produselor alimentare. Prezentare generală. Ce sunt alimentele? Cauzele alterării produselor alimentare. Clasificarea metodelor de conservare.

2. Rolul apei în produsele alimentare. Considerente generale. Conţinutul de apă din materiile prime alimentare. Conţinutul de umiditate al produselor alimentare procesate. Proprietăţile funcţionale ale apei şi consecinţele acesteia asupra reacţiilor chimice, biochimice şi dezvoltării microorganismelor.

3. Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului. Consideraţii generale. Conservarea prin refrigerare a produselor de origine vegetală. Conservarea fructelor şi legumelor în atmosferă controlată. Conservarea prin refrigerare a produselor de origine animală. Depozitarea produselor de origine animală în stare refrigerată. Conservarea cărnii în ambalaje de desfacere. Conservarea cărnii sub vid. Conservarea cărnii refrigerate prin ambalare în atmosferă controlată. Conservarea cărnii refrigerate în atmosferă modificată. Conservarea prin congelare. Considerente generale. Particularităţi privind congelarea produselor alimentare. Durata de păstrare a produselor alimentare congelate. Calitatea igienică, industrială şi senzorială a produselor alimentare congelate. Decongelarea produselor alimentare.

4. Conservarea cu ajutorul tratamentului termic clasic. Aspecte generale privind tratamentul termic clasic. Mecanismul inactivării/distrugerii termice a microorganismelor. Aparate pentru pasteurizarea şi sterilizarea produselor alimentare. Duratele de păstrare ale produselor alimentare pasteurizate şi sterilizate.

5. Conservarea prin concentrare. Aspecte generale ale concentrării cu ajutorul căldurii. Instalaţii de concentrare clasice. Concentrarea prin congelare. Concentrarea prin absorbţie. Concentrarea prin membrane.

6. Conservarea prin uscare. Considerente generale. Principiile fundamentale ale uscării. Tehnici uzuale de uscare. Depozitarea produselor deshidratate sau uscate. Condiţii impuse produselor uscate în Romania.

7. Conservarea prin acidifiere artificială (marinarea). 8. Conservarea cu ajutorul zahărului. 9. Conservarea prin sărare. Principiile conservării prin sărare. Factorii care influenţează procesul de

sărare. Toleranţa la sare a microorganismelor. Rolul ingredientelor de sărare. Efectul antibacterian al azotiţilor. Acceleratori de sărare. Folosirea polifosfaţilor.

Bibliografie recomandată

1. Jianu, C., Note de curs, an universitar 2013/2014 semestrul I. 2. Banu, C., Principiile conservării produselor alimentare, Ed. AGIR, Bucureşti, 2004.

Şef disciplină Conf. dr. ing. Călin Jianu Timişoara la, 11 decembrie 2014

46 Principiile consen/arii produselor alimentare

1. Aamado, R.; Schweiger, J.F. Dietary fibbers. Academic Press, 1986. 2. Anderson, I. A. Allergic reactions to foods. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 36 S,

1996, p. S19. 3. Badea Marcela Elena. Plantele modificate genetic (PMG). Agro Terra, 6, 2003,

p. 16. 4. Banu, C. $.a. Alimentatia yi sana'tatea. Editura Macarie, TBrgovigte, 2001. 5. Banu, C. $.a. Aditivi gi ingrediente pentru industria alimentara, cap. 2 1, Fibrele

alimentare, Ed. Tehnica, Bucuregti, 2000. 6. Bellise, F. $.a. Functional food science in Europe. British Journal of Nutrition,

80, SUPPI. 1,1998, p. 1-193. 7. Beyder, H. Ch.; Flambard, B. Dairy for heart health. The World of Food

Ingredients. The Journal of the Practicing Food Technologist, 11,2003, p. 24. 9. Bousquet, J.; Michel, F.B. Food allergy and asthma. Ann. Allergy 61, 1988,

p. 70. 10. De Gaetano, G.; Carletti, C. Wine and cardiovascular disease. Nutr. Metab.

Cardiovasc. Dis. 1 1 , Suppl. Nr. 4,2001, p. 47. 11. Diplock A.T. $.a. Scientific concepts of functional foods in Europe: consensus

document. British Journal of Nutrition, 81, suppl 1 , 1999, p. 1. 12. Feillet, P. Les fibres alimentaires. Ind. Alim. Et Agr. 12, 1988, p; 1249. 13. Gylling, H. $.a. Plant sterols in nutritio. Scand. J. Nutr. 44,2002, p. 155. 14. Haham, R.; Arditi, T. Reducing osteoporosis. The World of Food Ingredients.

The Journal of the Practicing Food Technologist. 9, 2003, p. 48. 15. Holm Finn. New functional Ingredients. Cardiovascular health, INRA, 2003. 16. Hornstra, G., $.a. Functional food science and cardiovascular system. British

Journal of Nutrition 80 (suppl. I), 1998, p. 113. 17. Kasarda, D.D. The relationship of wheat protein to celiac disease. Cereal Food

Word 23, 1978, p. 240. 18. Richardson, D.P. Functional foods and health claims. The World of Food

Ingredients, 9, 2002, p. 12. 19. Roman, X. ; Thibault, H.F. Les fibres alimentaires. Ed. Apria, 1987. 20. Segal R. Aspecte tehnologice ale realizsrii alimentelor funcfionale. Calita, 12,

2003, p. 20. 21. Segal R. Alimentele functionale. Rolul lor in prevenirea bolilor gi promovarea

sdn3t2tii. Calita, 9-10, 2001, p. 30. 22. Stroia, S. Mencinicopschi, Gh. Alimentele funcfionale ~i rolul lor. Calita, 9-10,

2001, p. 23. 23. Taylor, S.L.; Hefle, S.L. Food allergies and other food sensitivities. Food

Technology 9,2001, p. 68. *** Calcium for promotion of calcium fortification in food and dietary supplements.

Press Kit, Purac, 2001. *** Genetically modified Organisms (GMOs). Food Technology 1, 2000, p. 42.

ROLUL APE1 IN PRODUSELE ALIMENTARE

2.2. CONSlDERATll GENERALE

Din punct de vedere al tehnologiei alimentare intereseaza apa legat3 $i apa liber2:

- apa legat5 poate fi: puternic legats, sub forma unui strat monomolecular fixat la gruparile polare ale unor anumiti componenti (NH; pi COO' in cazul proteinelor). Aceasta apa este putin disponibila ca solvent $i ca mediu reactiona- bil; apa legat8 ma; slab, care se gasepte sub forma mai multor straturi succesive deasupra primului strat, la care se fixeaz2 prin intermediul legsturilor de hidrogen. Dupa Cheftel, ?.a. (1977) apa mai putin legate poate fi considerat2 ca spa imobilizat3 in capilare (macrocapilare cu r > 10.' cm $i microcapilare cu r < 10'~ cm). Apa mai slab legat2 este disponibila ca solvent gi ca mediu reactiv;

- apa liberzi este retinut2 in produsele alimentare prin foqe capilare gi osmotice pi poate fi cedata ugor la presare, centrifugare, evaporare.

in apa libera sunt dizolvate o mare parte din zaharuri, acizi, saruri minerale, aminoacizi etc. gi, datorita acestor substante dizolvate, apa libers are temperatura de inghetare sub 0°C.

in principiu, tipurile de apa dintr-o materie prim2 agroalimentara vor depinde de continutul lor in componentul hidrofil predominant: proteine in cazul tuturor tipurilor de carne, pepte, ou2, unele leguminoase gi amidon in cazul cerealelor gi tuberculilor, respectiv de raportul proteinel polizaharide.

48 Principiile conservtirii produselor alimenfare Rolul apei in produsele alimentare 49

2.2. CONTINUTUL DE APA DIN MATERllLE PRIME ALIMENTARE

Apa din fructe $i legume proaspete. La aceste materii prime, apa, gi in special cea libera, determina starea de fragezime gi de prospetime pe durata comercializsrii.

Pentru mentinerea stsrii de frsgezime a acestor materii prime este necesar ca depozitarea s2 se faca in anumite conditii de microclimat (temperaturs gi umiditate relativs) iar in cazul produselor vegetale de tipul salatelor, spanacului. etc., mentinerea stsrii de turgescents initials se realizeaza prin umezirea acestora in timpul expunerii pentru comercializare.

Continutul in umiditate in cazul fructelor este cuprins, in general, intre 74 - 93%, in functie de fruct.

Continutul in umiditate al legumelor poate ajunge la 90 - 95%, rnai ales in cazul frunzoaselor (varza, spanac, frunze de teling, lsptucs, gtevie, loboda), precum gi in cazul verdeturilor condimentare (pstrunjel, msrar, leugtean, cimbru, cimbrigor). Legumele inflorescente (conopida, brocoli), legumele - tulpini, legumele - rsdacini - wndimentare (pstrunjel, !elins, hrean), legumele - tuberculi (cartofi), legumele - bulbi (ceapa, usturoi), legumele - pastai (fasole, mazare, bob), legumele - capsule (bame), legumele - fructe bace (ro~ii, vinete, ardei) gi legumele - fructe - melonide (castcaveti, dovlecei, pepene galben, pepene verde) au un continut de umiditate apropiat de al frunzoaselor (1 95%).

Apa din materiile prime de origine animals. Acestea au un continut de umiditate care variazs, in cazul csrnurilor in functie de specie gi de starea de ingrsgare: 63 - 80% la carnea de pegte;, 60 - 70% la carnea de vit3; 67 - 70% la carnea de oaie; 77 - 78% la carnea de vitel; 52 - 55% la carnea de porc.

Laptele de vacZ, proaspat muls, are un continut de umiditate de 87 - 88%. Cerealele destinate obtinerii fsinurilor (griu, porumb) au o umiditate de 13 - 14%.

2.3. CONTINUTUL DE UMlDlTATE AL PRODUSELOR ALIMENTARE PROCESATE

La realizarea unui produs alimentar (paine, paste fsinoase, biscuiti, preparate din carne, produse din pegte ssrate gi afumate etc.) continutul de umiditate din produsul netratat termic va fi dat de apa cu care vine materia prima gi ingredientele, precum gi de apa ad2ugats. Datorits tratamentelor termice se pierde o parte din ap5, deci, in produsul finit vom determina numai apa retinuts:

Avand in vedere c2 ma = mp - mu este diferenta dintre masa initials a apei ~i masa final3 a acesteia, atunci nivelul de ap% retinut3 va fi:

in care: ma este masa de aps evaporata, in grame; mp - masa initials a apei din produsul netratat, i n grame; mu - masa de ap8 din produsul finit, in grame.

Continutul in umiditate al unor produse alimentare dupa procesarea termics va varia in functie de produs gi de intensitatea tratamentului termic (tabelul 6).

Tabelul6 Continutul de urniditate a1 unor produse alimentare

I Produsul I %Ap5 1 Produsul I %ApH Lapte praf 1 3 - 5 1 Bran23 Fetta 1 - 50 Cazeinati 1 1 12 ( Bran23 telemea rnaturat3 1 55 - 57

Cacao Unt cu 88% grasime 118 Paste f3inoase 1 14

2.4. PROPRIET~ILE FUNCTIONALE ALE APE1 IN PRODUSELE ALIMENTARE

in cazul alimentelor complexe (care contin proteine, poliglucide, grssimi), apa continuts de aceste alimente poate interveni in ceea ce privegte aspectele descrise in continuare:

- Structura constituienfilor alimentului care afecteazs textura acestuia: proteinele si amidonul. in cazul proteinelor, acestea interactioneaza cu apa prin intermediul legaturilor peptidice unde moleculele de ap8 se leags dipol - dipol sau prin punti de hidrogen, respectiv apa se leags la grupsrile polare ionizate sau neionizate, precum gi prin intermediul interactiunilor hidrofobice unde intervin catenele laterale nepolare ale aminoaciz;:;, (rig. 9a).

Datorita interacfiunii cu apa unele proteine devin solubile in ap5, aceasts solubilitate fiind in functie de:

pH-ul solutiei: la pH mai mare sau mai mic decit pH-ul izoelectric, proteina este incarcats negativ sau pozitiv gi apa reactioneazs cu aceste grupsri, contribuind astfel la solubilizarea proteinei;

puterea ionic3 a solu{;ei: pan3 la o anumits putere ionic2 solubilitatea proteinelor este marit2 gi aceasta datorits faptului c2 ssrurile neutre, la molaritsti cuprinse intre 0,5 gi 1,O M, msresc gradul de solvatare al proteinelor gi deci solubilitatea acestora (ionii sarurilor neutre reactioneazs cu grupsrile incsrcate electric ceea ce conduce la scaderea atractiei electrostatice dintre moleculele proteice invecinate). Avem de-a face cu efectul ,,salting in".

Daca concentratia sarurilor este mai mare de 1,O M solubilitatea scade, proteinele putsnd $3 precipite. Avem de-a face cu efectul ,,salting out" care este rezultatul competitiei pentru aps intre moleculele proteice $i ionii sSrurilor. La concentratii mai mari de 1 M predomins interactiunile protein5 - proteins ~i nu cele proteins - ap%, ceea ce duce la agregarea proteinelor, urmat3 de precipitare;

50 Principiile conserv3rii produselor alimentare Rolul ape; in produsele alimentare 51

temperatura: la pH pi p constant, solubilitatea proteinelor crepte in intervalul de temperaturs de la 0°C la 40 ... 50°C. La temperaturi rnai mari de 40 ... 50°C solubilitatea proteinelor scade ca o consecints a inceperii denatursrii acestora, denaturare care este adesea insotits de agregare.

Proprietatea de solubilitate a proteinelor este important3 din punct de vedere tehnologic, in cazul extractiei pi purificgrii poteinelor din diferite surse, respectiv in cazul solubilizarii unor produse pulbere (lapte praf) in vederea reconstituirii. Gradul de insolubilizare reflect2 mssura denatursrii - agregfirii proteinelor.

Trebuie mentionat gi faptul ca intr-un sistem alimentar in care, pe Ianga proteine, se gasesc gi molecule mai mici, acestea pot influenta atat stabilitatea c2t pi solubilitatea macromoleculelor proteice, situatia putand fi gi inversa in conditiile in care macromoleculele proteice interactioneaza cu moleculele mici sau limiteaza difuzia acestora.

- . Condensarea apei lichide a materialului insolubil

proteinei

Formarea multistratului de ap3 prin absorbtie

Absorbtia moleculelor de ap2

Fig.9. Reprezentarea schematic5 a interac!iunii apei cu proteinele: a - legarea apei de proteine: A - legarea apei prin IegHturi de hidrogen;

B - legarea ape; prin interac!iuni hidrofobice; C - legarea apei prin interac!iuni ionice (la gruparile -COO- $i - NH3'); b - etapele interacliunii apsproteins.

,

- Stabilitatea conformational5 a proteinelor prin hidratarea acestora. Cele mai multe produse alimentare sunt sisteme solide hidratate la care comportamentul proteinelor (gi a altor constituenti), din punct de vedere reologic gi fizico-chimic, depinde de prezenta apei care este atagat:, la suprafata proteinei, care intr2 in cavitstile din interio-rul moleculelor proteice sau care se asociazs cu ionii metalici legati de proteins. In cazul derivatelor proteice (concentrate, izolate, lapte praf, cazeinati) acestea trebuie sa fie hidratate inainte de folosire, secventa de faze care apare atunci c&nd produsul proteic este pus in contact cu apa fiind aratata in figura 9b.

Hidratarea unui produs proteic va fi influentats de: concentratia proteinelor in solutie;

w pH-ul solutiei proteice; temperatura solutiei gi durata de contact a proteinei cu apa; puterea ionid a solutiei gi prezenta altor compugi care afecteaz:! interactiunea

proteins - apa pi protein5 - proteins. Absobtia de ap5 cregte odata cu cregterea concentratiei proteinei in solutie, cregte in partea acid2 gi alcalin2 fats de pHi (fig. IOa), scade odat5 cu cregterea temperaturii datorita denaturarii gi agreg2rii proteinelor, cregte in cazul concentratiei reduse de saruri pi scade la concentratie mare de saruri, in acest ultim caz predominand interactiunile aps - ssruri fa@ de interactiunile ap5 - proteins. 0 proteins r8mAne stabila intr-un sistem alimentar dace nivelul de ap2 este mai mare de 0,2 g H20/g proteins, instabilitatea fiind manifestat2 la 0,12 - 0,20 g HIO/g proteins pi este consecinta, in principal, a ruperii legaturilor de hidrogen dintre apa gi protein% Stabilitatea conformational2 a unei proteine dintr-un sistem alimentar poate fi imbunatsfita prin adaos de glucide sau polioli care actioneaze ca substituenti ai apei, form2nd IegBturi de hidrogen cu proteinele. Stabilitatea proteinelor dintr-un sistem alimentar poate fi imbunSts!it5 gi prin reacfii catalizate de transglutaminazs (reactie de transfer a grupsrii acil gi reactie de legare incrucipata):

Schema de aqiune polimerizants a transaminazei este arstata in figura lob. Multe sisteme alimentare confin amidon care actioneaza ca un biopolimer

functional ce controleaz2 textura a nurneroase produse cerealiere. Amidonul ca atare poate fi utilizat ca aditiv sau ca ingredient functional in cazul fabricsrii sosurilor, supelor, cremelor unde intervine ca stabilizant, substant5 de ingropare, gelificare, precum gi la fabricarea preparatelor din carne unde intervine ca agent de legare. Aceste proprietsti functionale ale amidonului sunt controlate in mare mssurs de relatia amidon - ap5. Se cunoagte ca, in stare nativa, amidonul se prezints sub form3 de granule semicristaline. Cristalinitatea amidonurilor native este datoratg numai moleculelor de amilopectins, apa avand rol esentiai in determinarea acestei cristalinitsti, aparitia structurii cristaline de tip ,,A" (putin hidratata) sau tip .B" (rnai hidratats) fiind dependenti2 de temperatura $i activitatea apei mediului. Pentru amidonul din cartofi gi cereale, cristalinitatea cregte odats cu cregterea continutului de ap8. Tipul de critalinitate .B" poate trece in ,,A" prin pierderea de ap3 datorit8 unui proces tehnologic.

52 Principiile conservsrii produselor alimentare

Molecule de proteine Proteine ~olimerizate

Fig. 10. Influen!a pH-ului asupra capacitstii de retinere a apei $i actiunea polimerizanta a transaminazei. a - relatia pH - capacitatea de re!inere a apei de dtre proteinele mugchiului de vita la 5 h postsacrificare (valorile pH-ului sunt ajustate cu solu!ii de NaOH pi HCI, dupa

R. Hamm, 1973); b- ac!iunea polimerizanta a transaminazei.

- Forrnarea de geluri ~i retinerea apei in structura gelurilor. Formarea de gel este diferita in cazul proteinelor $i in cazul amidonului, ins& in ambele situatii, gelul reprezinta o retea tridimensional2 in care apa este retinut2 prin foqe capilare $i osmotice. Capacitatea unui gel de a retine apa va depinde de conformatia gi caracteristicile dinamice al retelei tridimensionale formate de c2tre macromoleculele gelului.

Rolul ape; in produsele alimentare 53

Formarea de geluri cu proteine poate avea loc atunci cand proteinele sunt in solutie (ovalbumina, 0-lactoglobulina $i alte proteine din zer, micelele de cazein2, serumalbumina gi proteinele din soia) sau atunci cand ele sunt dispersate in solu!ii apoase, saline (colagenul, actomiozina, proteine din soia partial sau total denaturate).

Formarea gelului cu proteine este rezultatul balansat intre interactiunile protein2 - protein2, protein2 - solvent precum $i dintre foqele de atractie - respingere ale lanturilor polipeptidice adiacente. Durata de viat2 a zonelor de jonctiune (adiacente) ale lanturilor proteice constituiente ale refelei tridimensionale este determinants pentru retinerea apei, la aceasta contribuind foqele de atractie reprezentate de:

interacfiunile hidrofilice, care se imbun2tatesc la cregterea temperaturii; leg2turile de hidrogen, care se imbun5t2tesc la racirea gelului; interactiunile electrostatice cu participarea ca2' $i altor ioni bivalenti.

Repulsiile electrostatice, care sunt mai evidente la pH indepartat de pHi precum gi interactiunile protein2 - aps sunt cele care menfin lanturile polipeptidice departe unele de altele.

Gelurite in care predomins legilturile - S - S - sunt termoireversibile (cazul ovoalbuminei gi 0-lactoglobulinei), in timp ce gelurile in care predomin2 legaturile de hidrogen sunt termoreversibile (cazul gelatinei).

Proteinele diferite pot cogelifica gi, de asemenea, proteinele pot forma geluri prin interactiuni cu agentii de gelificare polizaharidici. De exemplu, gelatina (incarcat2 electric negativ) poate forma geluri cu punct de topire ridicat (80°C) impreun2 cu alginatii gi pectatii, iar k-cazeina formeaz2 geluri cu k-carrageenanul, micelele de cazeina put%nd fi imobilizate in gelul de carrageenan. Gelurile proteice pot confine pan2 la 98% ap2.

Formarea gelurilor proteice implic2: disocierea reversibil2 a structurii cuaternare a proteinei native; denaturarea ireversibil2 a structurii teqiare $i secundare a proteinei

native:

in care PN ete proteina nativ2; PD - proteina denaturat2; n - numarul de subunitsti sau monomeri formati din (P&.

Starea de agregare final2 corespunde agregilrii proteinelor partial denaturate.

Incalzire +n)x

lncalzire X P n < +o)x

sau

lncalzire lncalzire IRacire XPN~ > X P D ~

Daca etapa de agregare este mai lent2 decat etapa de denaturare, gelurile formate sunt rnai ornogene, cu consistent2 mai rnoale, sunt mai elastice, mai transparente $i mai rezistente la sinerezs.

54 Principiile conserv2rii produselor alimentare

Proteinele cu masa moleculae mare $i cu grupiri hidrofilice mai numeroase dau geluri mai puternice, iar ca2' rnareste t2ria (fermitatea) $i stabilitatea gelurilor.

pH-ul influenteaza calitatea gelului proteic. La pHi gelul obtinut este mai dens (compact), mai putin hidratat. Comportarea proteinelor la formarea gelurilor este diferita in functie de concentratia lor. Astfel, la concentratii mici, albumina din ou precipita la caldur2, iar la concentratii mari se favorizeazs formarea de gel opac. Gelatina, la concentratie redusa, ramsne in solutie la inc2lzirelracire iar la concentratie mare formeaza la inc8lzirelracire un gel transparent, termoreversibil. Cazeina $i B-lactoglobulina se comport2 ca $i gelatina.

In cazul amidonului, etapele gelificarii sunt: transformarea hidrotermic3 a amidonului care const3 in umflarea granulei,

gelatinizarea granulei $i solubilizarea granulei (figura I l a ) . in cazul gelatinizarii amidonului sunt necesare urmatoarele precizsri:

umflarea granulei de amidon (cantitatea de ap& absorbitg) este un proces ireversibil $i incepe odata cu introducerea amidonului in aps $i cregte odata cu temperatura; - solubilizarea amilozei $i realizarea granulelor .fantom5" de amilopectina incepe de la - 60°C pi crepte odata cu temperatura, functie de originea botanic2 a amidonului;

* in cursul gelatinizarii, granulele de amidon pierd progresiv pi simultan ,,crucea de Malta" (crucea de polarizare) gi cristalinitatea;

=, pentru o populatie de granule de amidon, tranzitia are loc intr-un interval de temperatura de 5 - 15°C iar pentru fiecare granul2, transformarea are loc intr-un interval de 0,5 - 1°C;

=, global, arnidonul gelatinizat reprezints un sistem dispers format dintr-o faz% continua constituita din amilozg solubilizata in ap8 pi o faze discontinu2, care este constituitg din aSa numitele granule ,,fantorn8", ce nu sunt altceva decat rnicele de amilopectina.

Cornportamentul la gelatinizare al amidonului va depinde de: specia botanic3 de unde provine amidonul; tipul cristalin de amidon.

In cazul amidonului din cartofi (amidon tip B), fenomenul de umflare prin absorbtie de apa $i solubilizarea macromoleculelor de amiloza este simultans.

in cazul arnidonului din cereale (amidon de tip A) exist3 o etapa de umflare limitat3 la temperatura de gelatinizare, urmata la 90°C de a doua umflare care este insotits de solubilizarea masiva a macromoleculelor de amilozs.

gelificarea amidonului gelatinizat. in cazul in care suspensia de amidon gelatinizat, care contine 2 10 - 15% arnidon (> 1,5% arnilozS pi > 10% arnilopectina), este r5citS se formeazP un gel opac - alb. Prima etap3 a gelificarii este o etapa de tranzitie, in care amiloza de la forma ,,ghemn trece la forma .dublu helix" (nurnita $i nucleatie), urmat3 de a doua etapa care este reprezentata de o .cristalizaren prin unirea helixurilor duble intr-un agregat care prezinta zone cristaline la care participa moleculele de amiloza. Cea de a doua etapa corespunde retrogradarii amidonului (fig. I l b ) , fenomen care este implicat in invechirea psinii (fig. I lc). Gelul de amidon este format din faza continua gelificata (formats din amiloza retrogradata) $i o faza discontinu2 sub form2 de granule .fantoma* (micele de amilopectin2) prinse in faza gelificats. Cornpozitia fiedrei faze va depinde de: gradul de gelatinizare (pacialtiltotalti), raportul arnilozal arnilopectin3 din amidon.

56 Principiile conservarii produselor alimentare

Ghem

Trandpe ghem helix

Helix dublu

CRlSTALlZARE - Zone cristaline

Agregarea helim'lor duble

Racire

Paine scoasil Paine proaspata din cuDtor

Fig.1 I. Etapele gelatinizarii arnidonului ~i retrogradarea acestuia: b- procesul de retrogradare a arnidonului; c - rnodifidri posibile ale arnidonului din pbine in tirnpul retrogradsrii: irnediat dupH scoaterea pAinii din cuptor at%t arniloza d t gi arnilopectina

(structurs ramificata) sunt orientate la intlrnplare; in tirnpul rscirii painii, rnoleculele de arniloza incep sa se alinieze $i recristalizeaz8; aceea~i tendints o are $i arnilopectina dupB

cateva zile de pastrare a pdinii in conditii de ternperatura $i urniditate relativl nonale.

In cazul pectinelor comerciale, care sunt polimeri ai acidului poligalacturonic partial esterificat, mecanismul de gelificare este diferit in functie de felul pectinelor, care pot fi pectine HM (puternic metoxilate) gi LM (slab metoxilate), in cadrul pectinelor LM putand fi clasificate gi pectinele arnidate (LMA), cele trei tipuri de pectine diferind intre ele prin DM (grad de metilare), respectiv DE (grad de esterificare) ~i prin grad de amidare (DA), aga cum se arata i n tabelul 7.

Rolul apei in produsele alimentare 57

Tabelul7 Caracterizarea pectinelor HM ~i LM

Formarea gelurilor cu pectine puternic metoxilate (HM). Pectinele HM sunt cei mai buni gelifianfi in sisteme care contin zahsr iar pH-ul este acid. Formarea gelurilor cu pectine HM este influentats de factori intrinseci (DE, MM, grupfirile acetil prezente, zaharurile neutre prezente, continutul i n zaharoza gi continutul de substants aderents din pectins), precum ~i de factorii extrinseci (pH-ul, concentratia de zahsr gi calitatea acestuia, aciditatea mediului, tirnpul de fierbere, viteza de rscire). Conditiile de formare a gelurilor cu pectine HM sunt urmstoarele: substanta uscat5 totals in sistem minimum 60°Brix; aciditate: pH c 3,5.

Mecanismul de formare a gelurilor cu pectine HM implies formarea zonelor de joncfiune dintre lanturile poligalacturonice prin intermediul legaturilor hidrofobe dintre grup5rile - COOH esterificate gi al legsturilor de hidrogen dintre grupsrile OH ale resturilor de acizi poligalacturonici (fig. 12).

Durata de formare a gelurilor cu pectine HM este micgorats i n urmstoarele conditii: DE ridicat; pH optirn = 2,8 - 3,O (maximum la 2,95); continut ridicat de zahsr = 72 - 76% (optimum la 74%). Aplicatiile pectinelor HM i n industria alimentarfi sunt aratate in tabelul 8.

Fig. 12. Mecanismul formsrii gelurilor cu pectine puternic rnetoxilate.

Pararnetrul

DE (DM) D A

PH Mass molecularti (MM)

Pectine HM

58 - 85

0

2,8 - 3 5

140000 - 190000

Pectine LM

Pectine slab rnetoxilate conven!ionale

25 - 50 0

3.2 - 4,7 70000 - 140000

Pectine arnidate

23 - 50 L 25

3,5 - 4.7 70000 - 140000

58 Principiile conservGrii produselor alimentare

Tabelul8 Aplicatiile pectinelor HM

Formarea gelurilor cu pectine slab metoxilate (LM). Atat pectinele slab metoxilate conven!ionale (LMC), cat pi pectinele slab metoxilate pi amidate (LMA) fonneazB geluri numai in prezenta ionilor de ca2', far5 a fi necesar un continut ridicat de substanta uscata sau o valoare redus2 a pH-ului. Mecanismul, denumit ,,tip cofraj de ou8" este argtat in figura 13.

Fig. 13. Mecanismul formlrii gelurilor cu pectine slab metoxilate: a - mecanism de tip "cofraj de our; b - interven!ia ca2' in legarea

a doul lanturi poligalacturonice.

T8ria gelului cu pectine LM va fi in functie de continutul in substants uscat3 pi de nivelul de ca2' din sistem. Pectinele LMC care sunt mai putin reactive la ionii de calciu se utilizeaza pi ca substante de ingropare in preparatele de fructe in timp ce pectinele LMA, care sunt mai reactive fat2 de ionii de calciu, pot f i utilizate la fabricarea gemurilor pi jeleurilor chiar in prezenta ionilor de calciu existenti in fructele utilizate.

Rolul ape; in produsele alimentare 59

- Stabilitatea emulsiilor, spumelor, suspensiilor. Stabilitatea sistemelor disperse (emulsii, spume, suspensii) va depinde de natura gi organizarea moleculelor amfipatice care sunt adsorbite la suprafata particulelor dispersate, precum pi de propriet8tile reologice ale fazei continui. in sistemele alimentare, propriet2tile de emulgare - stabilizare pot fi indeplinite de unele componente naturale ale produselor alimentare (mono pi digliceride, fosfolipide, proteine) dar pi de emulgatorii propriu-zigi folositi ca aditivi autorizati pi caracterizati prin aga-numita balants hidrofil5 - lipofil5 (HLB) pi anume:

formatori de emulsii de tip A/U cu HLB = 3 - 6; formatori de emulsii de tip UIA cu HLB = 8 - 14.

Proteinele pot contribui 5i ele atat la emulsionarea grasimii in diferite sisteme alimentare (lapte, sm8ntAn2, inghetat5, unt, branzeturi topite, maionezg, preparate din carne care contin bradt), prin adsorbtia lor la interfata dintre globulele de grssime dispersate pi faza continu5 apoasa.

Din punct de vedere al stabilitatii emulsiilor, proteinele se comport5 ca stabilizatori slabi, mai ales in emulsiile de tip NU, probabil din cauza naturii predominant hidrofilice a proteinelor, ceea ce conduce la o aglomerare a acestora cu orientare spre faza apoasa a emulsiilor.

Stabilitatea emulsiilor este necesars pentru a se impiedica fenomenul de dispropoqionalitate (cregterea globulelor de grasime sau ap3 mari pe seama celor mici). Acest fenomen se manifests mai frecvent la emulsiile de tip N U dec3t la cele UIA pi aceasta datorita solubilita\ii partiale a apei in ulei. Stabilitatea emulsiilor este necesara gi pentru a se impiedica colapsarea emulsiilor de tip U/A, care conduce la separarea celor doua faze.

Proteinele sunt implicate pi i n stabilitatea spumelor, care reprezinta dispersii de bule de gaz intr-o faz5 lichids continua sau semicontinu3 ce contine o substants tensioactiv2 solubil3. La formarea spumelor, bulele de gaz sunt inconjurate de straturi subtiri de lichid (lamele) iar acestea la randul lor sunt acoperite cu un film protector de proteine sau alta substants tensioactivg. Produsele alimentare care reprezint8 ,,spumeu sunt frigca, partial $i inghetata, sufleurile, bezelele. Spuma este important2 gi pentru o bere de calitate.

in cazul spumelor, fenomenul de dis7:oportionalitate este mult mai evident din cauz5 cB bulele de aer sunt solubiie in aps iar difuzia lor in faza apoasa este foarte rapid%

Destabilizarea totala a spumelor se manifesta prin ,,spargerean ei pi drenajul lichidului. Destabilizarea implica mai multe etape: drenajul lichidului care alcatuiegte lamelele interbule de gaz; difuzia gazului din bulele mici in cele mari; ruperea lamelelor de lichid care separ8 bulele de gaz.

Drenajul lichidului este mai redus dacs faza lichida este vsscoas8. Crepterea vascozitatii, in cazul existentei in faza lichida a proteinelor, se datoreazs interactiunilor proteina - proteins pi protein5 - ap2.

Apa afecteaza pi comportamentul anumitor suspensii foarte sarace in ap3 a$a cum este cazul suspensiilor de cristale fine de zah5r in gr5sime (ex. masa de ciocolat2).

Dac5 continutul in apa al fazei continui (ulei, grasime) crepte, dispersarea cristalelor de zahar in faza grass nu mai este posibils, avand in vedere caracterul polar al zaharozei.

60 Principiile conservSrii produselor alimentare

2.5. ACTlVlTATEA APE1 $1 CONSECINTELE ACESTEIA ASUPRA REACTllLOR CHIMICE, BlOCHlMlCE $1

DEZVOLTARII MICROORGANISMELOR

Activitatea apei (a,) este o notiune introdusi de Levis gi Randall (1923) aplicabil2 sistemelor biologice gi care permite cuantificarea apei disponibile pentru derularea reactiilor chimice, biochirnice gi pentru dezvoltarea microorganismelor.

Activitatea apei se define~te ca fiind umiditatea relativa a aerului (ERH) in echilibru termodinamic cu produsul, respectiv raportul dintre presiunea paciala a vaporilor de apa (P,) in echilibru cu produsul la presiunea partials a vaporilor de ap3 saturati (P',) la aceeagi temperaturi (T):

Exist3 o corelatie direct2 Tntre continutul procentual de ap2 al produsului ~i activitatea apei (a,) aga cum rezult2 din izoterma de sorbtie (fig. 14). Din figura 15 se poate constata c2 poqiunea de curb2 OA corespunde apei legate puternic (a, = 0,2 - 0,3), pociunea AB corespunde apei legatfi puternic (a, = 0,2 - 0,5) iar pofliunea BC corespunde apei libere (a, > 0,5).

Texturi alimentare

ranz5, salamuri, bornboane

izoterm2 tipic3 (regiunea mferioars)

10-

8- alimente uscate

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3

Fig. 14. Curb3 care arat5 corelatia dintre con!inutul de urniditate $i activitatea apei in produsele alirnentare:

IMF - produse cu umiditate interrnediara; rno - valoarea stratului rnonornolecular de ap5 care urrneaza legea BET.

Rolul apei in produsele alimentare 61

Fig. 15. Reprezentarea schernatid a unui strat de ap5 din curba de sorb!ie: A - punctul care corespunde cantitatii de ap5 putemic legat5; B - punctul de aparilie

a apei de solvatare; C - punctul corespunz3tor cantit3tii rnaxime de ap3 liberg.

Alimentele pot fi clasificate in urm2toarele grupe in functie de a, (tabelul 9).

Tabelul9 Clasificarea alimentelor i n functie de aw

intre activitatea apei, pH gi modul de pastrare a produselor alimentare exist2 o corelaie str3nsi (tabelul 10).

Tabelul 10

Corelatia dintre aw, pH 5i temperatud de pastrare a produselor alirnentare

Continutul de ap5, % 25 - 100 20 - 50 0 - 20

Tipul de produs Cu urniditate mare Cu urniditate intermediara Cu urniditate rniG

1 V Y s

. . . I sau a, <0,91 I condi!ii de refrigerare I

aw 1 ,O - 0,9 0.9 - 0,6 0,6 - 0,O

I sau pH < 5 I

Modul de pastrare < 5°C 5 10°C

Nu este necesar3 p5strarea in

Produsul Foarte alterabile Alterabile rniservabile

Deteriorarea calitativa a unui produs alimentar se desfagoara dupi o cinetic2 corespunz3toare unei reactii de ordinul 1:

Criteriul fizic a, z 0.95; pH > 5,2

0.91 5 aw 5 0.95; pH 2 5 2 a, 5 0.95 si PH 5 5.2

62 Principiile conservSrii produselor alimentare

d A in care: - este viteza scsderii factorului de calitate, respectiv producerea

dB de efecte nedorite in produs;

A - nivelul factorului de calitate; ko - factor preexponential; EA - energia de activare [calorii/mol]; R - constanta gazelor [calorii/mol.K]; T - temperatura [K]; n - ordinul de reactie (n = 1 pentru o reacjie de ordinul I).

Activitatea apei (a,) gi continutul de urniditate al produsului alimentar pot influenta msrimile EA, ko, [A] gi n. De mentionat faptul cs, apa care alcatuiegte primul strat monomolecular (BET) este puternic legat2 gi nu poate actiona ca mediu reactional gi, prin urmare, acest strat de ap8 nu influenteazs stabilitatea produsului la depozitare (a, = 0,2 - 0,3). Chiar gi apa rnai slab legata (a, = 0,3 - 0,6) nu reprezints un mediu reactionabil optim, ceea ce inseamns c2 numai prin crepterea cantitsti de ap3 libere (cregterea activitqii apei) produsele alimentare devin rnai instabile la psstrare (a, = 0,6 - 1,O).

lnfluenta activitatii apei asupra reactiilor enzimatice. Activitatea enzimatia intr-un mediu putin hidratat este sensibil diferits f ay de activitatea enzimatia dintr-un mediu lichid sau intr-o dispersie apoasa, ceea ce inseamns ca reac!iile biochimice vor fi dependente de gradul de libertate al apei din sistemul alimentar respectiv. Reactiile enzimatice sunt in general inhibate la a, < 0,6 (degradarea ATP, glicoliza, lipoliza grssimilor de catre lipazele proprii tesuturilor animale pi vegetale). La aw = 0,3 activitatea enzimatid este practic stopata.

Influenfa activitifi i apei asupra oxidir i i lipidelor. Cinetica reactiei de oxidare a lipidelor este in strAns3 dependents de acivitatea apei (a,) aga cum se arats in figura 16.

Fig. 16. Influen!a activitS!ii apei asupra vitezei de oxidare a lipidelor: I - efectul dilu!iei care este rnai important dedt cel al vbscozitS!ii; II - cele dous efecte aflate in echilibru;

111 - efectul vbscozitl!ii care este predominant.

Rolul apei in produsele alimentare 63

Din analiza curbei prezentate in figura 16 se observa trei mari faze (etape): - prima etapa a cineticii oxidarii are loc la a, reduse, in care caz apa

exercita un efect antioxidant explicat prin formarea de legaturi de hidrogen intre moleculele de spa qi moleculele de hidroperoxizi. Datorits acestui fapt, complexele formate protejeaza hidroperoxizii fat2 de descompunerea lor in radicali liberi gi astfel viteza de initiere a reactiei este incetinita. Acest efect se manifest2 pan5 ce interfala lipidelor este saturata cu ap8. 0 alts cauza a actiunii antioxidante a apei este aceea cs apa reduce activitatea catalitica a urmelor de metale fie prin hidratarea acestora, fie prin eliminarea lor sub forma de hidroxizi insolubili;

- a doua etapa se manifests la o activitate a apei rnai mare, corespunz5toare unei umiditati intermediare. i n aceasta etapa, reactia de oxidare se desfapoara cu o vitezi sporita, deoarece substanfele prooxidante (metalele) au mobilitate ridicats gi ajung la lipidele ce se oxideazs;

- in etapa a treia, care se desfSpoar2 la valori ale a, = 0,7 - 1,0, se manifests dous efecte antagoniste asupra reactiei de oxidare:

diluarea urmelor metalice care catalizeaza reactia de oxidare a lipidelor, rezultatul fiind o diminuare a vitezei de oxidare; o diminuare a \;ascozitstii care conduce la o intensificare a vitezei de oxidare a lipidelor.

in cazul salarnurilor crude, oxidarea lipidelor se desfsgoara in dous etape care se disting intre ele prin efecte dorite pi nedorite asupra aromei produsului (gust pi miros).

Prima etapi se desf2goars in cursul perioadei de etuvare gi rnaturarii - uscgrii. Aceast2 etapa se caracterizeaza prin lipsa perioadei de inductie. in timpul etuvajului, pornind de la acilgliceroli, se genereazs formarea de peroxizi in cantitsti crescande, rnai ales i n perioada de maturare - uscare. La deshidratarea produsului se ajunge la degradarea peroxizilor gi formarea de compugi carbonilici cu rnai mult de 6 atomi de carbon cu rniros specific.

Etapa a doua se manifests in timpul depozitsrii prelungite a produsului finit. in aceasta etapa, se pot forna compugi de aroma nedorifi (cu gust pi miros de ranced) cum ar fi hexanalul, decadienalul. Pentru aceasta etapa trebuie sB avern in vedere gradul de uscare a produsului, activitatea apei (a,), gradul de nesaturare al lipidelor din compozitie pi gradul de lipoli75 a1 lipidelor din produs.

lnfluenta activititi i apei asupra irnbrunirii neenzimatice. Atunci c%nd a, corespunde unei umiditsti intermediare a produsului alimentar, care contine proteine gi glucide reducitoare, pot avea loc reactii de imbrunare neenzimatica insofite pi de insoiubilizarea proteinelor, respectiv o dirninuare a valorii lor nutritionale pi aparitia culorii brune pi a unei arome specifice, dorita in cazul unor produse alimentare (cafea prajits, paine coapta, biscuit; copji, carnuri fripte 8i prsjite, cereale extrudatelexpandate etc.). in cazul reactiei Maillard (reactie de Tmbrunare), apa joaca at2t rol de solvent, cat pi rol de reactant.

Influenla apei asupra texturii produselor cerealiere putin hidratate. Prezenta apei in cantitsti rnai mari i n produsele cerealiere crocante conduce la pierderea crocantei pi, deci, la modificarea texturii aerate sau de foietaj. Principalul eveniment fizic care afecteazz aceste produse cerealiere este tranzitia la starea vitroass in timp ce temperatura este ridicata iar conjinutul de aps este scszut.

Influenta activitstii apei asupra dezvoltsrii microorganismelor. Controlul activitrdtii microbiotei intr-un aliment este asigurats printr-un a, corespunzator (tabelul 11).

64 Principiile conservtirii produselor alimentare Rolul apei in produsele alimentare 65

Tabelul 1 1 Dezvoltarea microorganismelor qi activitatea apei

In ceea ce privegte diferitele grupuri de microorganisme, acestea se comporta diferit in functie de activitatea apei.

Activitatea apei optima pentru dezvoltarea bacteriilor este situata intre 0,990 gi 0,950, germenii gram-negativi avand exigenfe mai mari in ceea ce privegte a,. Dezvoltarea bacteriilor este oprita la valori ale a, < 0,91. Bacteriile halofile (care se dezvolts in solutii saturate de NaCI) necesitri valori a, 10,75.

Activitatea apei pentru cele mai multe mucegaiuri este cuprinsa intre 0,80 gi 0,95, dar mucegaiurile xerofile se dezvolta la a, mai scazute: Xeromyces bisporus la a, = 0,6; Aspergillus glaucus la a, = 0,64.

Drojdiile se dezvolta la activitati ale apei cuprinse intre 0,88 - 0,95. Anumite drojdii (osmofilelosmotolerante) se pot dezvolta i n rnediu cu concentratie mare de NaCl sau zahsr (a, = 0,665 - 0,865).

Dezvoltarea bacteriilor patogene in functie de activitatea apei este diferita: Salmonella se dezvolta la a, = 0,92 - 0,95; Escherichia coli $i Vibrio parahaemolyticus se dezvolta la a, 5 0,95; Clostridium botulinum se dezvolta la a, > 0,93 iar Clostridium perfringens la a, > 0,94; Staphylococcus aureus se dezvolts la a, = 0,86 in aerobioza dar este inhibat la a, = 0,91 in anaerobioza. Toxinogeneza lui Staphylococcus este inhibat3 la a, < 0,9.

Producerea de rnicotoxine (aflatoxine) de catre Aspergillus flavus are loc la . . a, = 0,83 - 0,87. Producerea de ochratoxine de catre mucegaiul Aspergillus ochraceus are loc la a, = 0,85, iar cea de acid penicilic la a, = 0,81.

De remarcat c3, evolutia microbiotei totale este cu atat rnai mare cu cat a, cregte a t r e 1,O. incepand de la 0,84 pans la 0,95, dezvoltarea microbiotei este . *

aproape exponential3 (fig. 17 a, b).

Durata

a

Fig. 17. Efectul activitivi apei asupra dezvoltarii microorganismelor: a - efectul asupra . - curbei de dezvoltare: L - faza de latenta: E - faza exponentiala; S - faza stationarfi;

a,,., - activitatea apei optima pentru dezvoltare; aw2 - activitatea apei pentru dezvoltare moderati; a a - activitatea apei pentru dezvoltare minima; b - evolu!ia microbiotei in func!ie

de a, la carnea saratg - deshidratata la 6 0 ' ~ pPnP la umiditatea de echilibru de 30 %.

1. Labuza, T.P. The effect of water activrty on reaction kinetics of food deterioration, Food Technology, 4, 1980, p. 37.

2. Labuza, T.P.; Dugan, L. Kinetics of lipids oxidation in foods. Critical Review. Food Technology, 2,3,1971, p. 355.

3. Le Meste, M. $.a. Propri6tQ fonctionelles de l'eau dans aliments. Ind. Alim. et Agr., 5,2001, p.22.

4. Rockland, L.B.; Nishi, S.K. Influence of water activity on food product quality and stability, Food Technology, 4, 1980, p. 42.

Clasificarea metodelor de conservare 73

CLASIFICAREA METODELOR DE CONSERVARE

in literatura de specialitate exists mai multe clasificari ale metodelor pi tehnicilor de conservare. Astfel, dups I.l.Nikitinski, procedeele de conservare au fost grupate pe baza principiilor de conservare ce le caracterizeazs in:

- anabioza, care reprezinte principiul biologic al vietii latente a agentilor biovBtamatori ce pot produce alterarea alimentelor. Anabioza se poate realiza prin mijloace fizice (fizioanabioza) pi chimice (chimioanabioza);

- cenoanabioza, care const2 in crearea in produsele alimentare a unor conditii sau in producerea unor substante care impiedica dezvoltarea microorganismelor pi se poate realiza prin mijloace fizice (fiziocenoanabioza) sau chimice pi biochirnice (chimioanabioza);

- abioza (lipsa de viap), care se realizeaz5 prin procedee fizice (fizioabioza), chimice (antiseptoabioza) pi mecanice (mecanoabioza).

Aplicatiile practice ale celor trei principii de bazs la conservarea produselor alimentare sunt aratate in tabelul 16.

0 alts clasificare, care se refer5 mai mult la mijloacele cu care se poate realiza conservarea, este urmatoarea:

conservarea prin eliminarea microorganismelor p e calea separsrii fizice:

- microfiltrarea pi in special ultrafiltrarea produselor lichide pi semilichide aplicate in industria vinului, berii, sucurilor de fructe, apei, laptelui etc.;

- ultracentrifugarea sau bactofugatia care se aplicg in industria lapielui pi care de regul2 este insotiti3 de pasteurizare, astfel c3 se realizeazz un efect apropiat de cel realizat prin sterilizare;

conservarea prin distrugerea microorganismelor care se poate realiza: - prin pasteurizarea combinat5 cu rnentinerea produsului pasteurizat la

temperaturi 2 0 < 10°C. Gradul de distrugere a microbiotei vegetative este in functie de valoarea de pasteurizare realizata;

- prin fierbere traditional2 la I 100°C, distrugerea fiind lent5 pi conservarea de scurta duraM;

- sterilizarea propriu-zis2 (apertizare) care asigura la 110 - 121°C distrugerea cvasitotala a microbiotei forme vegetative pi spori, precum pi a enzimelor. Sterilizarea este lent2 in cazul produselor solide pi rapid3 in cazul celor

- -

lichide; - conservarea prin distrugerea microorganismelor cu ajutorul radiatiilor

ionizante (sterilizare la rece) care se realizeaz2 cu electroni accelerati, radiatii y pi X pi radiafii UV. Se folosesc energii pi doze fixate pi limitate de reglementsri;

- prin actiunea antisepticilor in stare lichida sau gazoass: alcool etilic, otet de vin, consewanti chimici;

conservarea prin oprirea dezvolt5rii microorganismelor care poate fi: - prin utilizarea temperaturilor reduse: refrigerarea obipnuits prin scsderea

temperaturii produsului la 0 ... 4°C pi refrigerarea in ambalaje puse sub vid sau in atmosfers controlat8; congelarea obipnuits prin scaderea temperaturii produsului la -12°C; congelarea profunds (surgelation) prin scaderea temperaturii produsului la -1 8°C;

- prin reducerea continutului de ap5: deshidratarea pi deshidratarea cu afumare, in care caz reducerea continutului de aps este limitats; uscarea, prin care reducerea umiditafii este mare; liofilizarea, in care caz, eliminarea apei din produs este aproape totals;

- prin incorporare sau acoperire cu inhibitori ai dezvoltsrii microorganis- melor: sarare uscat5 pi ssrare cu afurnare; ssrare prin imersie pi prin injectare; acoperire cu zaharuri; acoperire cu grssime; afumare;-imersare in acizi (otet); folosire de substante chimice pentru conservare in diferite moduri: in lichidul de imersare; fncorporare i n masa produsului; pulverizare la suprafata produsului; fermentatie lactic2 in care caz se formeaza acidul lactic ce actioneazs ca acidulant - conservant pi formare de bacteriocine;

conservare prin metode (procedee) mixte (se utilizeaza dou2 metode de conservare succesiv sau simultan): ambalare sub atmosfera controlata pi -

refrigerare; tratament termic pi refrigerare' Yatament cu radiatii ionizante pi apoi mentinere la frig; fermentatie pi pasteurizare sau sterilizare; prin actiune asupra activitstii apei pi pastrare la rece; prin actiune asupra pH-ului pi pastrare la rece.

in prezeni este aplicats in multe cazuri, conservarea prin metode combinate sau tehnologia barierelor, tehnologie care are la baza homeostazia - proprietatea generals a organismelor vii de a-pi mentine diversele constante fiziologice, i n conditiile in care mediul exterior ipi modifies parametrii. Factorii cu actiune conservants - obstacolele - distrug unul sau mai multe mecanisme homeostatice ale microorganismelor, ceea ce impiedics multiplicarea acestora. Foiosind tehnologia obstacolelor se obtine o conservare a produselor alimentare i n conditii blande, ceea ce permite fabricantilor de produse alimentare s% obtins produse care s2 psstreze intr-o cat mai mare rnssura caracteristicile alimentelor proaspete (crude) dar care s H aibH o stabilitate crescuta ~i s 5 prezinte siguranta in consum.

Principiile- de conservare a produselor alimentare (dup5 I.I.Nikitinski, cu imbun5t5!iri aduse de Banu, C.)

Tabelul 16

Chimioanabioza I= - - - -- - -

Principii biologice

Fizioanabioza . ,

evaporare, crioconcentrare, cbncentrare prin tehnici' de memb;an5 Uscarea produselor alirnentare prin tehnici conventionale (cu ajutorul aerului cald)

Procedee de conservare

Psillroanab~oza Cnoanabroza Xeroanab~oza

ABIOZA

JSi prin tehnici neconvenlionale (uscare cu infrarogii, cu rnicrounde) Osrnoanabioza Iconsewarea produselor alimentare cu ajulorul sQrii (Haloos~i~oanabioza)

Aplicatii

Refrigerarea produselor alimentare $i depozitarea in stare refrigerate a acestora Congelarea produselor alimentare $i pistrarea in stare congelat3 a acestora Desh~dratarea oart1al8 a oroduselor allmentare. in or~ncioal concentrare ~ r i n

Fizioabioza

Chimioabioza

Acidoanabioza Anoxianabioza Na~.coa~~abioza

Concentrarea produselor alimentare cu ajutorul zah8rului (Saccharoos~noanabioza) Consewarea cu ajutorul o!etillui Consewarea in atmosfera de CO;! sau NZ Consewarea sucurilor de frucle cu aji~torul COZ

Halocenoanabioza Acidocenc~anabioza

Consewarea produselor alimentare prin sQrare Consewarea unor produse alirnentare prin fermenla!ie lactic8 (produse de origine veqetal5 - mursturi, castraveti, varzi), sucuri fermentate lactic, salamuri crude

Alcoolcenoanabioza -- A ter~iioabioza

I&, produse lactate acide Consewarea unor produse alimentare prin ferrnentalie alcoolic5 (bere. vin, cidru etc.) Conservarea unor oroduse alimentare cu aiutorill ~resiunilor inalte. cu aiutorul

Termoabioza

Radioabioza (procedee atermice) Antiseptoabioza

cdrnpului magnetic, bu ajutorul cdmpului elecliic pulsatoriu, cu ajutorul' irnpul'surilor ultrascurle de lurnin5 Consewarea produselor alimentare cu ajulorul c5ldurii (pasteurizarel sterilizare) prin tehnici clasice $i moderne (microutide, radia!ii IR, inc3lzire ohmic8, cu unde de frecvenl5 radio, inc8lzire indirect5 cu efect Joule (actijoule) Conservarea unor produse alimentare (radicida!ie, raduriza!ie, radapertizare) cu ajutorul radialiilor gama qi electronilor accelerali, cu radialii UV Conservarea produselor alimentare cu ajutorul anlisepticilor, cu aiutorul

76 Principiile conservfirii produselor alimentare Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 77

reducerea vitezei reactiilor hidrolitice gi oxidative catalizate de enzime. Aceasta reducere a vitezei de reactie se exprima prin ,,coeficientu! de temperatura" Q f O .

diminuarea unor procese fizice gi fiziologice (deshidratare, respiratie, transpiratie etc.).

Rezulta ca refrigerarea nu poate asigura decat o pastrare limitat2 a produselor alimentare cum ar fi: carnea de vita, porc, oaie, pasare, subprodusele de abator, mezelurile de tip prospaturi, carnea tocats, fructele gi legumele, berea, sucurile, pegtele eic.

La refrigerarea produselor alimentare trebuie s2 fie respectate urm2toarele principii de baz5:

refrigerarea trebuie aplicata numai unui produs salubru, deoarece frigul nu face altceva decat s3 stabilizeze microbiota preexistenta in produs, numai congelarea putand avea un oarecare efect criosterilizant asupra enterobacteriilor ~i un efect de distrugere a parazitilor (cisticerci, trichina);

refrigerarea trebuie aplicats cat mai repede produsului- vegetallanimal pentru a se evita multiplicarea germenilor de alterare gi patogeni. In acest context trebuie sB se tins seama de aga-zisa ,jumatate a refrigerarii", care reprezinta diferenta de temperaturs dintre temperatura aerului rece gi temperatura in centrul termic al produsului. Aceasta "jumstate a refriger2rii" este de aproximativ 18 h la refrigerarea lent5 gi de 8 h la refrigerarea rapid%

lantul frigorific trebuie sB fie complet gi neintrerupt de la producator la consumator, deoarece orice intrerupere a lantului frigorific conduce la multiplicarea microbiotei mezofile, in principal patogene, dar gi a microbiotei psihrotrofe pi psihrofile adaptate la temperaturi de refrigerare.

Din punct de vedere al agentului de ricire, refrigerarea se poate realiza: in aer, cu temperatura de -1 ...+ 1°C; se poate face refrigerarea gi in doua

trepte de temperatura: treapta I de la +5...+15'C (in functie de produs) gi treapta a Il-a la -l...il°C. Refrigerarea in aer se poate face in camere sau tunele cu circulatie vertical& orizontala, transversals, respectiv in aparate speciale cu gi far3 fluidizarea produsului, in timpul refrigerarii.

in apa glacial2 (hydrocooling). Apa glacial2 are temperatura de 0,5 - 2 ' ~ gi se utilizeaza la iefrigerarea unor produse vegetale (mazare verde boabe, ridichi, conopid5, pere, mere, piersici), carcase de pasare, pegte.

sub vid, care poate fi executats in doua variante: - cu umectare prealabil2 a produselor (hydrovacuum cooling); - far5 umectarea prealabils a produselor (vacuum cooling).

Produsele care se pot trata sub vid sunt fructele gi legumele, cu deosebire frunzoasele, care prezinia un raport suprafa~3lvolum ridicat (salata, spanac, van2 de Bruxelles, andive), legume (mazare verde, ciuperci, castraveti cornigon, ardei gras tsiat), Oucsfi mici de carne (pasari trangate), produse f2inoase (pateuri, chifle), flori destinate exportului.

cu aer umed (ice bank cooling system), procedeu care este recomandat pentru varzi albs, sparanghel, salati, castraveti, fasole verde, porumb zaharat, mazrire verde, tomate, caise, struguri, andive etc. in acest procedeu, aerul de retur, inca!zit la 5OC este racit gi umectat cu ap3 glaciala cu temperatura de l0C? fiind r2cit la 2,5OC. Umectarea se face pan2 la cp = 98%. 0 variant2 a refriger2rii este ,,brumizaream care const2 in pulverizarea de aps glaciala la suprafata produselor vegetale, in special frunzoase.

Produsele lichide (lapte, bere, sucuri vin) sunt racite in aparate schimbatoare de caldura, agentul de racire fiind apa glacial2 sau un agent intermediar.

Modul de refrigerare ales va depinde de produsul supus racirii. La depozitarea produselor refrigerate trebuie sa fie respectate normele de indrcare ale depozitului, parametrii tehnologici ai depozitului (temperatura aerului pi umiditatea relativs) gi durata de depozitare care este in functie de produs gi de prezentalabsenta arnbalajului.

5.2. CONSERVAREA PRlN REFRIGERARE A PRODUSELOR DE ORlGlNE VEGETALA

Produsele de origine vegetal2 (fructe, legume, flori) pot fi conservate prin refrigerare, in care caz ele se afla in stare de viat2 latenta pi prezinta schimburi permanente de c2ldurS cu mediul inconjurator, prin procesele de respiratie, transpiratie gi emisie de substante organice volatile (etilen8 pi substante organice volatile de aroma).

in cazul'conservSrii produselor vegetale ca atare in IBzi, containere (fructe legume, flori) trebuie sB avem in vedere urmatoarele:

gradul de rnaturare (maturizare) a produselor vegetale proaspete introduse la refrigerare care, impreuna cu conditiile de depozitare, pot determina o anurnita durats de depozitare.

Gradul de maturare este un indicator al nivelului atins de procesele fiziologice - biochirnice. Fructele gi legumele in stare proaspats se pot recolta i n diferite faze de maturitate gi anume:

- maturitate tehnica (comercial.3 sau industrials): fructele pentru dulceata (nuci verzi), mazarea verde boabe, fasolea verde past& pentru consum in gospodarie pi industrializare;

- maturitate de recoltare (de livada, de camp sau gradins). La aceastg maturitate se recolteaza tomatele, vinetele, castravetii, ardeii (gras, gogogari, capia), pepenii verzi pi galbeni, atat pentru consum cat pi pentru industrializare;

- maturitatea de consum (edibils), care este caracteristics fructelor Si legumelor care, dupa recoltare, au fost pastrate o perioadB scurt3 de timp, cand, datorita proceselor biochimice se desavargesc proprietatile senzoriale (frsgezime, suculent3, gustul pi mirosul, coloratia). in cazul unor fructe ~i legume destinate exportului (tomate, l5mSi, banane etc.) acestea se recolteaza inainte de maturitatea de recoltare, pentru ca acestea s2 ajunga la destinatie, in faza de maturitate de recoltare.

Gradul de maturitate a fructelor gi legumelor poate fi controlat post-recoltare prin diferite mijloace (pastrare in atmosferi controlata, atmosfers modificata, in atrnosfers saracita in etilena, conservare prin metoda ,,schimb de gaz" (gas exchange).

pregstirea prelirninar3 a fructelor $i legumelor. Aceasta pregatire consta in: indepartarea partilor vegetale la frunzoase, spalare, mai ales in cazul radScinoaselor, sortare gi calibrare, batozare in cazul mazarii boabe verzi.

conditiile optime de depozitare (temperatur5 pi umiditate relativa a aerului) difera in functie de produsul vegetal. Temperaturile de pastrare in stare refrigerata se situeaza Tntre limitele de 5...10°C, iar urniditatea relativa a aerului lntre 85 qi 95 %. La acegti parametri se pastreaza atat prospetimea pi se incetine~te dezvoltarea

78 Principiile conservsrii produselor alimentare

rnicroorganismelor (tabelele 17, 18, 19). De remarcat c2 produsele vegetale trebuie refrigerate ca atare (f2r5 a fi ambalate in ambalaje de desfacere), ci nurnai agezate in I2dite speciale sau platouri cu cofraje pentru fructele delicate (sensibile) la manipulare.

Tabelul 17 Conditiile optime de depozitare a produselor

Fragilitatea produselor vegetale ca atare care pot fi ugor degradate ireversibil mecanic, fizic, chimic, biochimic $i biologic. Degradarile produselor de origine vegetal2 pot fi:

- degradare mecanics, care este repreZentat2 de lovituri, tsieturi, striviri care.au loc la recoltarea, transportul $i depozitarea acestor produse. Aceste degrad2ri rnecanice influenteaza pe de o parte aspectul comercial $i reprezints o pagubs economic2 pentru c5 produsele nu sunt acceptate de consurnatori, iar, pe de alt2 parte, conduc gi la intensificarea proceselor fizice, chimice, biochimice pi biologice.

- din punct de vedere fizic, fructele gi legumele neambalate pot suferi o deshidratare mai :mult sau mai putin important2 in functie de produsul vegetal considerat, deshidratare care poate duce la pierderea

. turgescentei (pierderi de ap2 prin stomate, lenticele, rani etc.), deshidratare conditionat2 de structura pi compozitia chimica a epidemei, precurn gi de factorii mediului arnbiant (temperatura ridicat2, umiditate

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 79

relativ2 redusa, ventilatie puternic5). La unele fructe $i legume (mere, cartofi, pere, struguri, etc.) deshidratarea produce zbarcituri ale pielitei, respectiv modificsri in ceea ce privegte consistenta, textura, culoarea pi aroma fructelor pi legumelor.

Tabelul 18 Conditiile optime de depozitare a legumelor

- p~~

Specie de c'zoare 0 90-95 0 Tomate verzi 13 ... 21 85-90 -0,5 Tornate coapte 7...10 85-90 4-7 zile -0,5

80 Principiile conserv5rii produselor alimentare

Tabelul 19 Conditii optime de dezvoltare pentru flori

Pierderile de rnasa (A) datorita evaporirii apei depind de temperatura aerului, gradul de agitare al acestuia gi niveiul de urniditate relativa din depozit gi pot fi determinate cu relafia:

in care: S - suprafata totala a produsului; k - coeficient caracteristic sMrii suprafetei produsului gi rnigdrii (agiMrii) aerului; p, - presiunea vaporilor saturati la temperatura 8; rpo - umiditatea relativi la saturatie. La aceasta umiditate relativh A = 0; q - umiditatea relativi a aerului in jurul produsului.

Pentru reducerea pierderilor de umiditate se poate actiona in urmhtoarele direcfii:

creqterea urniditsfii relative a aerului in jurul produsului, ceea ce insearnna c2 evaporatorul sa functioneze sub o diferent5 redus3 de temperaturi intre temperatura aerului din.depozit pi fluidul frigorific din evaporator;

diminuarea presiunii vaporilor saturafi (pe) la ternperatura 0, prin scaderea ternperaturii 0;

minimalizarea lui k prin limitarea perioadei de ventilafie, a functionarii instalatiei frigorifice gi prin utilizarea arnbalajelor mai mutt sau mai putin etange la vaporii de ap3.

Pierderile cumulate de mas3 la pastrarea produselor alirnentare i n stare refrigerata in functie de urniditate sunt prezentate in figura 19 (se au in vedere pierderile biologice).

Pe langs pierderile de umiditate, fructele $i legurnele pot suferi gi pierderi de natura mecanica, parazitars, fiziologica, contributia acestora fiind dependentl de tipul de produs, de sezon, metoda de estimare, etc. DupB Fournaud vi Laville (1981) valorile maxirne ale acestor pierderi sunt prezentate in tabelul 20, din care reiese cg pierderile de diferite origini sunt dependente, ca marime, i n principal de felul produsului, fructele sensibile (piersici, cipguni) fiind mult rnai afectate.

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 81

Fig. 19. Pierderile cumulate de mas2 la pristrarea produselor alimentare refrigerate: I - pierderi prin evaporare; I1 - pierderi datorit2 accidentelor biologice;

111 - pierderi cumulate.

Tabelul20 Principalele cauze ale pierderilor la fructe 5i legume

De remarcat c2 pierderile se pot inregistra in fiecare stadiu al lanfului tehnologic de distributie a fructelor gi legumelor (tabelul 21).

Tabelul21 Pierderi realizate in lanful de comercializare a fructelor ~i legurnelor'

Produsul

* Nu sunt incluse pierderile de umiditate

Deteriorsrile de natur5 chimica se refer5 in principal la degradarile de natura fotochimic5 a culorii naturale ~i a aromei produsului vegetal, precurn gi la oxidarea acidului ascorbic in acid dehidroascorbic. Prin oxidarea acidului ascorbic, care este un reducator puternic, se favorizeaza degradarea oxidativa a altor cornpugi chimici celulari (de exemplu polifenolii). in cazul produselor vegetale ce contin gr5sirni se are in vedere degradarea oxidativa aldehidics.

Cea mai important3 degradare biochimica este irnbrunarea enzimatica, care afecteaza fructele ~i legumele care contin compu~i polifenolici, dar gi enzirnele

82 Principiile conserv5rii produselor alimentare Consewarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 83

redox corespunziltoare, respectiv polifenoloxidazele (pere, caise, piersici, ciuperci, banane). jmbrunarea enzimatic2 are loc numai in prezenta oxigenului atmosferic, a enzimelor din clasa oxidoreductazelor $i se manifests in cazul fructelor gi legumelor ranite, taiate sau strivite (figura 20).

Agenti de protecve

I

0 ' O H

Pigrnenv (poli)fenolici acid clorogenic flavonoide antociani

Anhidrid5 + - O2 atmosferic sulfuroasl I Polirnerizare Sulfiti

Acid ascorbic + Scldere pH

EDTA

Fig. 20. Formarea pigmen!ilor bruni in fructele 5i legumele deteriorate de dtre enzimele de oxido-reducere: a - schema generals $i agenlii de protec!ie; b - ac!iunea diferitelor

polifenoloxidaze in etapa enzimatid de degradare a polifenolilor.

- Fenoloxidaza Polifenoloxidaza

Degradarile biologice ale fructelor si legumelor se datoreaza unor paraziti, bacterii sau mucegaiuri si sunt denumite boli criptogamice. Consecintele actiunii parazi\ilor si microorganismelor sunt de ordin economic, prin scoaterea din circuitul alimentar a produselor vegetale puternic afectate. Atunci ~ 2 n d produsele vegetale sunt mai putin afectate, apare deprecierea proprietatilor senzoriale (culoare, consistenp, textura, gust), iar, in acest caz, se inregistreaza pierderi economice prin indepartarea poqiunilor lezate. Pentru a avea legume $i fructe de calitate igienica bun2 se impun urmatoarele masuri: eliminarea din grildina sau din livada a focarelor de infectie, aplicarea tratarnentelor fitosanitare: manipularea corespunzatoare pe parcursul recoliarii si transportului; sortarea riguroasa a fructelor ~i legumelor; dezinfectarea prealabila a depozitelor frigorifice si a ambalajelor de transport; utilizarea unor ambalaje de desfacere impregnate cu anumite substan!e antiseptice s a u l ~ i antifungice autorizate la tratamentul de suprafati3 a unor fructe si legume usor perisabile (lamai, portocale, banane); ambalarea fr~lctelor si legumelor in diierite folii.

Dup2 etapa de refrigerare propriu-zisa, fructele si legumele pot fi ambalate, ambalajul respectiv trebuind s2 permits eliminarea caldurii provenite prin respiratie, care este cu atat mai mare cu cat masa produsului este rnai mare si cu cSt temperatura de conservare este mai ridicata. lntensitatea respiratiei este dependents $i de tipul de produs vegetal, de varietatea produsului vegetal, de starea sa fiziologica si sanitara, precum si de compozitia atmosferei din ambalaj. Ambalajul trebuie s2 faciliteze schimbul de gaze: Cop, etilena, substante odorante, pentru c2 o permeabilitate insuficienta antreneaza modificari ale compozifiei atmosferei interne: deficienta in O,, acumulare de gaz carbonic ~i compusi organici volatili.

Daca oxigenul este absent sau insuficient, apare fermenta!ia anaeroba in contact cu tesutul vegetal, arona se modifica prin acumulare de alcool etilic si acetaldehida $1 apar modificari ale texturii produselor.

Ambalajul utiliza: (oricare ar fi tipul de conseware) trebuie s% asigure: protectie mecanica: evitarea deshidratarilor; conservarea proprietatilor senzorlale si nutritive; pastrarea aspectului initial; asigurarea unui anurnii schimb de calduri si de mass; depozitarea $i transportul produselor.

Protectia mecanics a produsuiui Ambalajul, prin ei insusi poate influenta negativ produsul in cazul in care

acesta este lipsit de suplete, prezinta rugozitati, este prost conceput, este umplut intr-o proportie exagerata cu produs alimentar sau este umplut insuficient cu produs alimentar. Un arnbalaj bun este cel ce protejeaza produsul impotriva urmstoarelor solicitari mecanice din timpul transportului, depozitsrii si desfacerii: tractiune, compresiune, forfecare, socuri, vibratii. Alegerea materialului din care se confectioneaza am~alajul trebuie sa tin2 cont nu numai de natura produsului, ci si de intensitatea solicit2rilor ia care este supus acesta. De remarcat cS in cazul fructelor si legumelor orice leziune mecanica antreneaza:

risc de infestare ~i infectie; cresterea considerabila a respiratiei (fig. 21 a); cregterea productiei de etilena (fig. 21 b).

84 Principiile consewgrii produselor alimentare Consewarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 85

Respiratie l i 6

Emisiune de etilens

0--0 /

Fig. 21. Modificarea respiraiiei pi produc!iei de etilens la tornatele in stare de katurare verde" nedeteriorate (linia continus) qi supuse qocurilor in tirnpul condi!ion&ii (:inia

continua): a - produciia de C02 (respiraiie); b- produc!ia de etilens.

Ultimele doua fenomene sunt specifice la numeroase fructe gi legume printre care mentionam: rogiile, pepenele cantalup, portocalele, merele proaspst culese, etc.

Evitarea deshidratSrilor nu poate fi asigurats decat dac5 ambalajul folosit este complet impermeabil la vaporii de apa astfel incat in atmosfera ambalajului ss se realizeze umidit2ti relative de 90 - 95% sau chiar de 98 - 100% (polietilens, pliofilm, polipropilena orientat& cloruri de polivinil, etc.). Pierderile de umiditate pot fi reduse sub 1% dac5 se folosesc ambalaje din polietileni (figura 22 a, b). Se pot ambala in polietilena morcovii, rogiile, spanacul, varza de Bruxelles, salata, asparagus, andivele, mazsrea, merele, perele, strugurii, citricele, fructele tropicale gi subtropicale.

Durata de depozitare (sBptsrn9ni)

Fig. 22. Pierderile in greutate la depozitarea refrigerata a produseror vegetale: a - la o0C; b- la 7,2'~.

Conservarea proprietafilor senzoriale gi nutritive la fructele gi legumele refrigerate - ambalate va depinde printre altele de pierderile de umiditate (foarte importante pentru frunzoase), dar pi de gazele existente in ambalaj (CO, C02, compugi organici volatili). Pe mssura ce oxigenul din ambalaj este consumat, i n atmosfera interns se acumuleaza COP care cauzeaza modificari fiziologice mai mult sau mai putin rapid, in functie de sensibilitatea produsului: necroze epidermice ale salatei (brown stain), inima brunB la pere, imbrunarea la mere, etc. Acurnularea de COP in ambalaj poate conduce la aparitia mirosurilor strsine pi favorizeaza fermentarea celular2. Toleranta fructelor gi legumelor fata de micporarea concentratiei de oxigen este relativ mare, exceptie fscand portocalele. cartofii pi asparagus. Sensibilitatea la C02 este diversa, unele produse ca salata, felin5, lamaie suportand numai concentratii reduse de COP, sub 1 - 2%, in timp ce alte produse ca cirege, spanac, cartofi, :sports concentratii de pan2 la 20% C 0 2 (figurile 23, 24).

Din analiza celor dou% figuri rezult5 urm3toarele: nivelurile limit2 de O2 pi C02 indicate corespund temperaturilor optime de

conservare pi sunt stabiiite presupunAnd c2 ceilal!i factori atmosferici sunt stabiliti la concentratia optima;

limitele sunt susceptibile la modificari sub actiunea factorilor de mediu (temperatura, compozitia atmosferei). La crepterea temperaturii crepte exigenta in 02, iar toleranta la C02 se modifica. Limita de tolerant2 la un nivel dat de C02 scade pe masura ce scade nivelul de 0, gi reciproc, produsele sunt cu atat mai sensibile la concentratii reduse de O2 cu cat cregte concentratia de C02 din mediu;

datele prezentate in figurile 23 pi 24 variaza cu natura produsului vegetal pi cu stadiul fiziologic al acestuia (gradul de maturitate). Astfel fructele coapte suports mai bine concentratii ridicate de C 0 2 dec5t fructele irnature biologic. Anumite varietsti de mere gi pere sunt mai sensibile la COP decAt altele.

86 Principiile conserv5rii produselor alimentare

Morcov eapZ vefdi- Ardei gras

- Canofi dulci

- lvlazare verde

17

1 E

15

14

13

i 2

11

10

Castraveti, cantalup 10 Sparanghe]( 5'C). ceapZ

Usiuroi, cartoh, dovlecel

Maisre Llrna And~ve, rnorcuJi Tomate, castraveti Spanac Ordei gras, angh~nare

Cli~perci

\Jaris de Bmelles CeapZ, usturoi Cantalup

- Sparanghel

Fig. 23. Toleran!a la oxigen pi dioxid de carbon a diferitelor legume: a - toierania la C02; b - toleran!a la 0 2 .

Acumularea in ambalaj de compupi volatili organici, in special etilen5, poate compromite calitatea conse~arii produselor vegetale, provocand diverse r2spunsuri fiziologice d5un5ioare tesuturilor.

Etilena, hormon vegetal foarte activ, este produs5 de toate tesuturile plantelor superioare $i de o sprie de microorganisme. Etilena intervine ca declanpator pi stimulant a1 matursrii, put2nd contribui la defolierea plantelor, caderea petalelor pi inhibarea deschiderii butonilor florali. Etilena poate s5 produc5 pi tulburari fiziologice ale produselor vegetale $i anume tulburari de imbgtranire, boala frigului (la mere), amareala morcovilor, etc.

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 87

kl- Pere

Mere (Delicious) 2 ~ a i r e

Mere (Staynanj 4 3 / e r e h l c I {$ Nectarine, piersici Jonathan) Avocado, banane Pere (Con land, Mango, papaia Bartllet) Mere Nelr~ton

Mssline, mere Smochine Pere, ananas -

Papaia

- Citrice

- Avocado

- Nectarine, caise Piersici, prune Capsuni

- Nuci

Fig. 24. Toleran!a la oxigen $i dioxid de carbon a diferitelor f ~ c t e , inclusiv a pepenilor.

Un obstacol exagerat la emisiunea de substante de aroma ale organismelor vegetale (etileni, alcooli, aldehide, cetone, esteri) este prejudiciabil calit5\ii de conservare.

La produsele vegetale la care pierderile de umiditate nu influenteaza prea mult calitatea de prospetime, favorizarea schimburilor de substante odorante pi etilena se realizeaz5 prin utilizarea de ambalaje cu mici perforatii.

88 Principiile conservsrii produselor alimentare Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 89

5.3. CONSERVAREA FRUCTELOR $1 LEGUMELOR iN ATMOSFERA CONTROLATA

Pastrarea fructelor gi legumelor in atmosfera controlata cu mentinerea concentratiei gazelor componente constants pe parcursul perioadei de depozitare are drept scop s3 impiedice maturarea acestora, fapt care ar conduce la urmatoarele procese biochimice gi fiziologice:

modificarea culorii prin distrugerea clorofilei gi revelarea carotenoizilor cu intensificarea culorilor de oranj gi galben;

sinteza unor carotenoizi care contribuie la culoarea rogie a tomatelor; sinteza de pigmenti antocianici care confera culoarea rogie sau albastra; modificarea vitezei de respiratie in vederea satisfacerii necesarului de

energie pentru alte modificari ca raspuns la excesul de etilena qi pentru necesitatile activitatii unor enzime;

modificarea vitezei de producere a etilenei care initiaz5 maturarea, dar care poate conduce $i la supracoacerea produselor;

modificarea permeabiliMtii tesuturilor; inmuierea fructelor datorata degradarii protopectinei; modificarea compozitiei glucidice cu transformarea amidonului in glucide

reducatoare $i cu interconversia unor glucide; modificari calitative gi cantitative ale unor proteine; producerea de substante de aroma; forrnarea de ceruri la suprafata cojii; modificari ale acizilor organici.

Multe din procesele mentionate mai sus au loc in mod simultan sau se intercoreleaz2, dar productia de etilena este cea care inifiaza maturarea fructelor chiar la concentratii reduse, de 0, l mglkg. Capacitatea de producere a etilenei variazs de la un fruct la altul, excesul de etilen5 producand o creStere corespunz%toare a respiratiei.

Fructele pot fi clasificate in functie de viteza de producere a etilenei, dupa cum este prezentat in tabelul22.

Tabelul22 Clasificarea fructelor in funcfie de emisiunea de etilenH

Pentru a inhiba productia de etilena qi deci de a intarzia maturarea, concentratia de O2 in atmosfera de pastrare trebuie s% fie 5 8 %, la concentratia de O2 de 2,5 %, productia de etilena fiind redusa la jumatate. i n productia de etilena, oxigenul este necesar pentru conversia acidului 1 - amino - ciclopropan in etilena.

Viteza de producfie a etilenei pllkg la 20' C

Foarte redusi: 0,01 - 0,l Redusi: 0.1 - 1.0 Moderati: 1 - 10 Mare: 10 - 100

Foarte mare: > 100

Temperatura apropiata de O°C impiedica productia de etilena pi, deci, intarzie maturarea fructelor. in cazul fructelor tropicale qi subtropicale, temperatura de pastrare trebuie s3 fie intre 5 gi 15' C.

Prin cregterea concentratiei de C02 in atmosfera de pastrare a fructelor se inhiba productia de etilens gi, deci, se intarzie maturarea. Prin pastrarea fructelor in atmosferii controlat3 (tabelul 23) se intarzie maturarea fructelor timp de 1 - 4 saptsmani, far3 a se influenta negativ calitatea acestora (exceptie fac merele gi perele, care pot fi pastrate in atmosfera controlata, fara ca acestea sa-gi modifice calitatile senzoriale).

Felul fructelor

Cireqe, citrice, grapefruit, d p ~ u n i

Banane, mango, tomate Mere, caise, avocado, cantalup, nectarine, papaya, pere, piersici, prune Fructul pasiunii

Tabelul23 Conditiile de pistrare a fructelor $i a unor legume in atrnosfer3 controlat5

Cercetsrile cu privire la pastrarea fructelor in atmosfers controlatti au aratat urmiitoarele:

pastrarea in atmosfers controlat5 previne maturarea Si, deci, modificarile biochimice ~i fiziologice;

concentrarea O2 trebuie scazuti sub 8 % pentru a se influenta maturarea fructelor, rezultate foarte bune obtinandu-se la concentratia de 1 2 %. Sub 2 % 02, in atmosfera controlata se poate trece in anaerobioza cu consecintele ce apar de aici, mai ales in ceea ce privegte aparitia de arome nedorite;

niveluri ridicate de COnint2rzie maturarea fructelor, dar pentru unele fructe sunt necesare niveluri de Con < 5 %, care au o actiune de prevenire a rnaturarii mai redusa decat o concentratie redus3 de 0 2 ;

eficienfa atmosferei controlate in prevenirea matursrii fructelor va depinde de stadiul de maturitate al fructelor la recoltare, temperatura gi durata de pastrare, compozitia atmosferic2, dar gi felul fructului;

atmosfera controlat2 controleaza maturarea fructelor prin efectele sale asupra productiei de etilena, respectiv comportarea acestora fat% de etilena.

Conservarea in atmosfera controlate se poate realiza qi in cazul folosirii ambalajelor de desfacere, care trebuie s3 asigure o anumita selectivitate schimbului de gaze Si anume:

o oarecare rezistenta (permeabilitate) la vaporii de apa;

90 Principiile conservdrii produselor alimentare

o mare permeabilitate la etilena pi la substanfele de aroma; o permeabilitate mai mare la O2 pi C02.

La folosirea conservarii in atmosfera controlata in ambalaje de desfacere, care pot fi de tipul ambalaje fiziologice pi ambalaje - saci din polietilens cu fereastra de difuzie din elastomer de silicon, trebuie sa se aiba in vedere urmatoarele problerne de baza:

schimbul de gaze care traverseaza ambalajul trebuie s2 se faca in principal prin permeatie; q

nurnai arnestecul de O2 + C02 + N2 posed2 proprietati de reducere ~i stabilizare a respiratiei;

activitatea respiratorie a unui produs vegetal in conditii anumite de ternperatura pi atrnosfera inconjurStoare, trebuie sa fie continua pentru a se realiza propocia de gaze ce constituie atmosfera controlats.

Se pot supune conserv2rii in atmosferz controlata merele, perele, portocalele, bananele, avocado, asparagus, morcovii.

Variante posibile de pastrare a fructelor in atmosfera controlat5 Cele rnai importante variante ale pastrarii fructelor in atmosfers controlat5

sunt urmatoarele: psstrarea in conditii hipobarice (la concentratii reduse), in care caz

reducerea concentratiei de oxigen este factorul principal al tratamentului. Acest procedeu are avantajul indepartarii continue a etilenei forrnate. $i mai exact, concentratia redusa de oxigen impiedica forrnarea etilenei pentru c3 nu rnai are loc conversia 1 - amino ciclopropan 1 - acid carboxilic in etilens.

indepartarea etilenei din incaperea in care s-a format. Metoda se aplica la rnerele recoltate preclimacteric ~i plasate imediat in atmosfers controlats. Prin indepartarea etilenei se reduce viteza respirafiei pi astfel se reduce productia de substante volatile (etanol, acetaldehidi, etilacetat) de catre fructe. Acest efect este benefic pi pentru fructele de kiwi $i avocado.

Pentru a facilita eliminarea etilenei din ambalaj se recornand3 ca acesta s2 fie confectionat din polietilena de joasa densitate, sau se poate folosi un adsorbant de etilena in ambalaj (permanganat de calciu pe suport poros).

tratamentul preliminar al fructelor cu C02 inainte de a fi introduse in camere cu atmosfers controlata. Metoda este recornandata la tratarea rnerelor ,,Golden Delicious" care se mentin 10 - 15 zile imediat dupa recoltare in atlnosfers cu 10 - 20% COP care previne inmuierea fructelor pi pierderea de aciditate. Dupa acest tratarnent, fructele se introduc in camere cu atmosfers controlats.

folosirea CO care leaga metal-enzimele pi inlocuiepte etilena in toate functiile sale.

Se recomanda ca CO s3 se foloseascs in incintele cu atmosfers modificata cu concentratie redusa de O2 pilsau ridicata de COP. Se recomands o concentratie de 5 - 10% CO pi un nivel scazut de O2 (1 - 2%) in atmosfera controlata.

conservarea in atmosfers stabilizatoare (metoda schimbului de gaze, gas exchange).

Aceasta rnetoda consts in eliminarea O2 din tesutul vegetal prin mentinerea acestuia sub vid pi tratarea acestuia cu gaze care inhib2 activitatea enzimatica (CO*, SO2), respectiv cu gaze bactericide, fungicide cum ar fi oxidul de etilena.

Dupa acest tratament bucatile de fructe pi legume sunt ambalate in arnbalaje din material plastic, pi atmosfera de CO sau COP pi pastrate la

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 91

temperatura de refrigerare sau la ternperatura camerei. Datorita acestei atmosfere stabilizatoare, produsele de origine vegetal2 ipi pastreaza foarte bine prospetimea, culoarea, textura pi aroma. Activitatea enzimatica a produselor vegetale conservate in atmosfer2 stabilizatoare pi, in special, activitatea polifenoloxidazei rSmDne la niveluri scBzute pentru o perioadB mare de tirnp, pan2 la 12 sapt3mani, dupa cum se observa din figura 25.

0 2 5 12 Durata de depozitare (sspt8m6ni)

Fig. 25. Modificarea activitljii enzimatice a cartofilor tratali prin metoda "schimbului de gaze" in timpul depozitarii

(nu este indicatP temperatura de depozitare): ]a - pectin-esteraza; b - poligalacturonaza; c- peroxidaza;

d- polifenoloxidaza.

Din cele mentionate in leg5tur5 cu conservarea fructelor pi legumelor in atmosfers controlat2 rezults cB factorii importanti de care trebuie s l se tins seam3 sunt:

alegerea gazului sau amestecului de gaze pi efectul acestuia asupra produsului;

alegerea arnbalajului; efectele atrnosferei din arnbalaj asupra calit3tii produselor sub aspect

senzorial pi respectiv efectele biostatice asupra microbiotei epifite.

92 Principiile consewi3rii produselor alimentare Conservarea produselor alimentare cu ajutoml frigului 93

5.4. CONSERVAREA PRlN REFRIGERARE A PRODUSELOR DE ORlGlNE ANIMALA

Produsele de origine animals difer2.intre ele prin: structura: solids pentru carne de vits, porc, oaie, passre, pepte, preparate

de carne, brdnzeturi cu pasta moale, semitare pi tare, capcavaluri; semisolids pentru branza proaspsta de vacs, srnantans fermentats, mixul pentru inghetats, inghetata freezerat%; lichids pentru lapte;

cornpozilia chimica (proteine $i lipide, iar in cazul produselor lactate continutul diferit de glucide);

grosimea, in cazul carcaselor, semicarcaselor gi sferturilor de la animalele abatorizate, pssari intregi, pepti de talie mare, branzeturi cu pasts moale, semitare gi tare, capcavaluri;

caracteristicile termofizice: capacitatea caloric2 masics, conductivitatea termica, difuzivitatea termic2.

Aceste particularitsti influenteazs viteza de rscire, transferul de caldurs pi pierderile in greutate datorate transferului de mass, respectiv deshidratsrii partiale prin evaporarea apei in contact cu agentul de rscire (la refrigerarea in aer).

La refrigerarea produselor de origine animals se recomanda sB avem in vedere urmstoarele aspecte:

din motive economice cum ar f i economia de timp, reducerea pierderilor in greutate, se prefers refrigerarea rapid2, rnai ales in cazul csrnurilor in carcase: semicarcase, piese anatomice mari, in care caz jumatatea refrigerarii este de aproximativ 8 ore; -

refrigerarea rapids a carnii calde in carcase, semicarcase conduce la aparitia stsrii de "cold shortening" (contractare la rece) peste care se suprapune rigiditatea musculara normals la depozitarea in stare refrigerats, ceea ce va afecta negativ frsgezimea csrnii, aceasta devenind dur2. ,Din aceasts cauzs este recornandat2 mai intai conditionarea carnii la 10 ... 12OC timp de 10 ... 12 ore pentru a se evita fenomenul de "contractie la frig". -

refrigerarea rapids conduce la stoparea timpurie a multiplicarii microorga- nismelor de contaminare superficials. Pentru a ilustra cele mentionate se prezints evolutia temperaturs - timp (figura 26) din care rezulti:

nu trebuie s2 se ajungs in ,,zona ropie", delimitats de coordonatek 12 h si 12OC, pentru a fi evitats contractia la frig (curba A).

nu trebuie sa se ajungs in "zona albastrs", delimitats de coordonatele 10 h pi 20°C (6 h pi 20°C pentru carnea provenits de la animalele surmenate) pentru a evita multiplicarea peste Iimita admiss a germenilor anaerobi de profunzime (curba C).

zona intermediars reprezentats de curba 0, care este curba corespunzs- toare refrigersrii rapide, pemite evitarea contractiei la frig gi riscul microbiologic. Contraclia la frig poate fi evitats prin electrostimularea carcaselor imediat dups jupuirea acestora, in care caz se epuizeaz3 suficient ATP pentru a nu se mai ajunge la contractia. la frig atunci cand se executs in continuare refrigerarea rapids.

la refrigerarea p3s3rilor in aps racit3 trebuie s5 se ia in considerare pi puritatea microbiologica a acesteia, respectiv folosirea unor procedee pentru sterilizare. inainte de a f i introduse la refrigerare in apa rscits, carcasele de passre trebuie sB fie minutios spalate prin dugarea carcaselor aflate pe conveierul de transport. Apa de rscire la iepirea din bazinul de refrigerare nu trebuie s2 aibs

ternperatura mai mare de 4OC. Refrigerarea i n ap8 t%cita conduce la o creptere tn greutate a carcasei de 2 - 4%.

Zona albastm "Stationare lirnitata"

rece - 0

6 6 10 12 16 20 24 b

32 Timp (ore)

Fig. 26. Corelatia ternperatud - tirnp In determinarea calitBfii tehnologice qi igienice a dmii.

a carcasele de pasare refrigerate tn apa rScit2 trebuie s2 fie "uscate" cu aer rece.

a carcasele de pasare pot fi refrigerate qi Tn aer rscit, cu conditia ca aceste sii nu se atinga Tntre ele. Refrigerarea Tn aer conduce la pierderi Tn greutate de 1 - 2%.

a ouale supuse refrigerarii trebuie s2 fie absolut proaspete, spalate pi dezinfectate.

laptele colectat trebuie sa fie imediat racit la cel mult 4OC, iar sm8ntgna de consum trebuie refrigerats la temperaturi I 6%. Laptele pasteurizat pi produsele lactate acide se rgcesc la o temperatura de 6%.

a pe~tele proaspat se refrigereaz2 de obicei cu ajutorul ghetii, in straturi alternative gheatalpepte, dar pi in apa &it& Racirea in aer produce uscarea suprafetei pi din acest motiv este rnai putin folosits.

94 Principiile conserv5rii produselor alimentare

5.5. DEPOZITAREA PRODUSELOR DE ORlGlNE ANIMALA TN STARE REFRIGERATA

La depozitarea produselor de origine animals trebuie s5 se respecte urmstoarele:

mentinerea temperaturii aerului constants, cat mai apropiats de o0C; mentinerea unei urniditsti relative a aerului la un nivel la care s2 nu

favorizeze deshidratarea dar sB nu favorizeze nici dezvoltarea microorganismelor (de regul2 80 - 95% in functie de produs);

8 o circulatie relativ redus3 a aerului care s3 asigure o uniformizare a temperaturii, dar care s5 nu favorizeze pierderi de mass prin deshidratare la produsele neambalate. Se recornand2 ca circulatia aerului SB fie de aproximativ 1 m3/h pentru fiecare I kcallh frig produs in rscitor, iar viteza aerului in depozit s5 nu depsgeascs 0,3 mls;

8 o reimprospstare a aerului, mai ales la produsele ce degaja mirosuri, de maximum 2 - 4 ori volumul depozitului;

asigurarea unui necesar de frig de 20 - 35 kcal pentru fiecare m3 spatiu de depozit;

evitarea depozitPrii produselor ce degaja miros (pegte) cu cele care absorb mirosurile (oua, carne, branzeturi);

eigienizarea perfects a depozitelor pentru a evita dezvoltarea microorganismelor;

temperatura produselor ce ies din depozit trebuie astfel aleass incat s3 se evite formarea condensului pe suprafata acestuia la contactul cu aerul din exteriorul depozitului.

5.6. CONSERVAREA CARNII IN AMBALAJE DE DESFACERE

Acest tip de conseware se aplics carnii proaspete portionate, utilizandu-se ca materiale de ambalare folii retractibile sau extensibile. In acest caz se pune accent pe functia de prezentare, informare gi reclams a ambalajului, functia de conservare gi protectie fiind pe locul secund. Ambalarea de prezentare se poate realiza in doua variante:

Arnbalaje de tip ,,Skinw Pentru ambalarea de tip ,,Skinn se folosesc tivite - suport confectionate din

carton special sau din material plastic (polistiren sau policlorurs de vinil, iar pentru acoperirea produsului din tavita se folosesc folii retractibile cu permeabilitate ridicats pentru gaze (2000 cm3 02/m2.24h.barr qi cu permeabilitate redus2 pentru vaporii de apa gi pentru apa lichid2. Foliile utilizate pentru acoperire trebuie ss prezinte urmstoarele insugiri:

8 sB fie transparente pentru a da posibilitatea cump3r~torului s3 vada produsul;

s5 fie ugor sudabile de tsvita sau de ele insele pentru a asigura securitatea micro biologic^ a produsului;

s3 fie suficient de permeabile la aer pentru a asigura forrnarea de MbO,; sa fie igienice gi sB nu degaje mirosuri str3ine;

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 95

s2 asigure o productivitate ridicat3 a procesului de ambalare permi@nd gi automatizarea acestuia;

s% fie eficiente din punct de vedere economic; folia ce invelegte tsvita gi produsul trebuie sa fie retractibils.

Ambalarea de tip ,,SkinM implies agezarea produsului pe tevip, acoperirea cu folie retractibila gi intinderea acesteia pe produs cu ajutorul unui cadru de intindere, sudarea foliei de tsvitg, cu sau far2 aspirarea aerului. Printre foliile retractibile care se utilizeaz3 pentru acest tip de ambalare se nurnsra polietilena de joasa densitate gi policlorura de vinil.

Ambalarea in folii extensibile in acest caz, carnea, in bucafi mari sau portionate, se introduce in pungi de

PVC extensibil, cu permeabilitate mare la O2 (2000 cm3/m2.h.barr). Acest sistern de ambalare este mai avantajos din punct de vedere al costurilor gi consumurilor specifice fat3 de ambalarea in folii contractibile. Punga se poate inchide prin sudur2 sau prin agrafare.

5.7. CONSERVAREA CARNII REFRIGERATE SUB VID

Consewarea sub vid a csrnii are urrn2toarele consecinte: 8 reducerea numsrului total de germeni pe cm2 sau pe gram produs;

reducerea vitezei de multiplicare a microorganismelor datorits prelungirii fazei de lag;

8 inhibarea dezvoltarii bacteriilor patogene in cazul in care acestea sunt prezente;

inlocuirea florei aerobe mezofile gi psihrotrofe cu bacterii lactice, care au o importants mai redus3 in procesul de alterare a csrnii.

Anaerobioza conduce la modificarea profilului microbiotei, germenii de putrefactie Aeromonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, fiind inlocuiti treptat, pe masura consumarii oxigenului rezidual gi a acumulBrii de C02 prin respiratia tisulara) cu bacteriile lactice cu metabolism fermentativ (homo- gi heterofermentativ producatoare de acid lactic, unele producstoare de H202 gi de metaboliti cu actiune inhibitoare asupra celorlalte categorii de microorganisme).

Conservarea sub vid necesita ambalarea produselor in: folii neretractibile (complexe) inchise prin sudare; caserole suple PAIPE sau rigide PVClPE obtinute prin termoformare gi

acoperite cu folii termoretractibile PETIPE, PETIPVDC, OPNPE. Se pot folosi folii de agoperire retractibile (izomeri SY, E M gi copolimeri) care trebuie s3 fie tratate cu vapori de aps imediat inainte de punere sub vid, pentru a se accentua retractia la frig.

lnconvenientele conservsrii prin ambalare sub vid sunt urmatoarele: formarea de MMb datorita presiunii partiale reduse a 02. Culoarea revine

la normal la deschiderea ambalajului pentru cs se formeaza Mb02; formarea de exsudat i n ambalaj.

Consewarea prin ambalare sub vid se preteazs la: carnea poqionat8, gunc3 in buc3ti care se ambaleaza in pungi de format

corespunzstor ce se inchid prin termosudare, preparatele din carne feliate, in care caz se impun urmstoarele conditii:

feliile s3 provina de la preparate de carne de buns calitate, rscite la +2OC;

96 Principiile consew5rii produselor alimentare

felierea si3 se realizeze la grosimi de 0.8 - 1,5 rnrn pentru salarnul de iarna, 0,2 rnrn pentru parizer, 2,O - 2,5 rnm pentru gunc2;

* presiunea partial2 a O2 in arnbalaj dups inchidere sB nu depapeasc2 15 rnm Hg, pentru c2 in caz contrar se oxidea25 pigrnentii produsului.

Arnbalarea sub vid permite psstrarea uniforrnitstii dimensionale a produsului, pentru c2 ambalajul capst8, prin evacuarea aerului din interior, o rigiditate caracteristics ce reprezinta un rnartor al irnperrneabilitatii ambalajului.

Sisternele de ambalare pot fi: a) Sisterne cu punere sub vid la presiune atrnosferica, in care caz

arnbalarea cuprinde urrnstoarele etape (figura 27):

Pat

Arnbalaj I Par

Par

Pozitia 1

Pozitia 2

Pa:

sau clips t Pat

Pozitia 3

Fig. 27. Ambalarea cirnii $i a preparatelor din carne sub vid la presiune atmosferid.

introducerea produsului in ambalajul de plastic ce se gssepte la presiune atrnosferica (pozitia 1);

vidarea arnbalajului cu produs cu o pornpa de vid prin interrnediul unui ptu! (pozitia 2);

lipirea foliei de produs sub actiunea presiunii atmosferice pi inchiderea foliei prin agrafare sau terrnosudare (pozitia 3);

imersarea produsului arnbalat in ap2 la 85 - 90°C pentru citeva secunde sau trecerea prin tunele de tratare cu aer cald.

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 97

b) Sisteme cu punere sub vid in incint2, in care caz etapele arnbalarii sunt prezentate in figura 28 a.

Dispozitw termosudare (lipire)

inch~s lncinta de

fwdare

Stut vid beschis Pomp2 wd

In actiune Incint5

Dispozh de vidare

opnta I I 9

Aducere lncinta la preslune atrnosfer1c3. scoaterea produsului $1 reluarea c~clului

(revenire la pozlpa 1)

Umflare \

Ponna I ~ozifie 2 '

Fig. 28. Ambalarea cirnii sub vid in incints: a - cu o singurs incint5; b - cu incinte divizate (separate).

98 Principiile conservSrii produselor alimentare

ambalajul in care s-a aranjat produsul este introdus in incinta de vidare care, initial se gasepte la presiune atrnosferica (pozitia 1);

punerea incintei sub vid, in care caz presiunea din incinta devine inferioara presiunii din interiorul arnbalajului 5i are astfel loc o ,,dilataren a acestuia (pozitia 2); . evacuarea aerului din ambalaj care are loc la finalul vid2rii incintei, folia lipindu-se relativ de produs;

termosudarea ambalajului; evacuarea produsului ambalat sub vid din incinta si reluarea ciclului.

Punerea sub vid a incintei se poate realiza gi intr-o alta variania ce presupune utilizarea unei incinte divizate (figura 28 b).

5.8. CONSERVAREA CARNII REFRIGERATE PRIN AMBALARE i~ ATMQSFERA CONTROLATA

La conservarea carnii refrigerate prin ambalare in atrnosfera controlata C02 + O2 sau C02 + O2 + N2 este influentat2 substantial microbiota de suprafafa a carnii pi aceasta ciatorit3 acfiunii inhibitoare a C02.

Microbiota predominant2 in cazul carnurilor conservate in atrnosfer2 controlat3 de C02 + O2 este formata din Microbacterium termosphactum care se dezvolta rnai rapid decat bacteriile lactice sau decst bacteriile psihrofile (Pseudomonas, Acinetobacter, etc.). COP este eficace atunci cand concentratia sa in atmosfera controlat2 este rnai mare de 20 %. Se poate folosi atmosfera controlat3 cu 20 O h C02 pi 80 % O2 (fig. 29) sau 10 % 0 2 + 63,3 % N2 + 20,7 '10 CO2.

i ------ 7 .. LC-#-

-*- [I) CC*C - , .- / .- - % 6.. 6 - I Y I _I

, 3 1 : : : : : . : : : : : :

1 2 3 4 5 E i 8 Y 1 0 1 1 1 ? 19 20 21 22 Durata de pBstrare (die)

Fig. 29. Variatia microbiotei carnii in !imp pi in func!ie de felul ambal8rii: 1 - proba martor; 2- probi ambalata in atrnosferi controlata.

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 99

5.9. CONSERVAREA CARNII REFRIGERATE i ~ a ATMOSFERA MODIFICATA

La conservarea produselor alimentare in atrnosfera modificata se folosegte un anumit gaz (02, COz, CO, etc.) f5rS a se controla ulterior gazele din atmosfera respectiva. Pentru carne, pepte sau pasare folosirea atmosferei modificate este important2 pentrl; a controla procesul de maturare enzimatica, deteriorarea provocaia de bacterii, oxidarea lipidelor ~i a pigmentilor. Cel mai des utilizat gaz este C02, care are proprietatea de a se solubiliza rapid in tesuturile anirnale $i in celulele bacteriene, in special odata cu scaderea ternperaturii. Dezavantajul folosirii CO, este acela ca iormeazs rnetmioglobin2 in tesutul superficial de carne, peate, pasare pi continuarea procesului de oxidare a grasirnilor, rnai ales la concentratii reduse de 0,.

S-a propus si folosirea de CO in sistemele cu atrnosfera rnodificata, in care caz este exclusa modificarea normals a culorii carnii pentru ca CO se cornbins cu mioglobina si se iormeaza carboximioglobina care din punct de vedere spectral este asemanatoare cu oximioglobina. MbCO este rnai stabila la oxidare decat Mb02 pentru c2 CO se leag% rnai puternic de fierul porfirinic al mioglobinei. Pan3 in prezent nu este inc2 admisa folosirea CO in atrnosferi rnodificata.

Avantajele folosirii atmosferei modificate cu C02 la pastrarea produselor alirnentare sunt prezentate in tabelul 24.

Tabelul24 Avantajele ~i dezavantajele p5str5rii alimentelor in atmosfer5 rnodificats

ConsiderZim c3 cel mai important avantaj al atmosferei modificate este prelilngirea duratei de viata cu mentinerea caliMfii pe o durata de pastrare prelungita.

In cazul ambalsrii carnii in atrnosfera rnodificata (MA?) trebuie totupi s3 avem in vedere urrnatoarele:

MAP in care exisla o concentraiie mare de 0, (30 % C02 $i 70 % 02) are loc o buns stabilitate a culorii, se intarzie alterarea rnicrobiologic~, se dubleaza durata de mentinere a stsrii de prospetime;

MAP in care exista o concentratie redus2 de O2 pi in care concentrafia de COz pi N2 este mare, durata de pastrare se prelunge~te foarte rnult;

MAP in care exist2 o concentrafie mare de N2 se "dilueaz8" concentratia de C02 produs prin respiratie;

MAP in care concentratia de C02 este mare, trebuie s2 avem in vedere un exces de C02 care compenseaza cantitatea ce "satureaz8" carnea la presiune atmosferid functie de pH, ternperatur5.

Avantaje Cresterea duratei de viat2 a produsultii

Men!inerea unei calit21i superioare

Activitatea de inhibare a activitstii microorganismelor: bacterii, drojdii, mucegaiuri. Este inhibat procesul de respira!ie post - recoftare. Se reduc pierderile economice.

Dezavantaje Costuri rnai mari Este necesar ca produsul alimentar sB indeplineasca anumite cerinte Metoda nu este universal eficace. Se rnodifici culoarea carnurilor roaii. Este necesar un echipament adecvat. Sunt probleme la rnentinerea atrnosferei modificate. Este necssari men!inerea temperaturii la valori de refrigerare.

100 Principiile conserv5rii produselor alimentare

5.10. CONSERVAREA PRlN CONGELARE

5.1 0.1. Considerafii generale

Congelarea este caracterizati prin scsderea temperaturii produsului sub 0°C (In general aproape de - 18 '~ ) astfel incat produsele igi menfin propriet2lile cateva luni gi chiar mai mult.

Congelarea are dou2 efecte majore: transformarea in cea mai mare parte a apei continute de produs in gheat8

(apa necongelabils este de 2 - 13 %), ceea ce afecteazs considerabil activitatea apei (a,) astfel inc2t se reduce foarte mult activitatea microorganismelor. La atingerea temperaturii de - 18°C se poate ajunge la blocarea multiplic2rii tuturor microorganismelor gi chiar la distrugerea unor germeni criosensibili (criosterilizare). La efectul de criosterilizare trebuie avutg in vedere gi concentratia sarurilor in faza necongelats, ceea ce are un efect de plasmoliz2 asupra celulelor microorganis- melor. De asemenea se reduce considerabil activitatea unor enzime ca efect al scaderii activitsfii apei gi a acfiunii destructurante a ssrurilor din faza necongelats.

efectul termic direct al congel2rii stopeaz2 rnultiplicarea microorganis~elor incepand de la - 1 o0C, in cazul drojdiilor gi mucegaiurilor incepand de la - 18 C.

Din punct de vedere fizic, congelareb este insofits de o creptere de volum de 8 - 10 %, dar, practic, la produsele alimentare, din cauza prezentei aerului (in special i n cazul produselor vegetale) cregterea volumic5 este de doar 6 %.

Produsele ce pot fi congelate sunt urmHtoarele: ou2 pi produse din ous (albug, galbenug, melanj); lapte, produse lactate (smantans, unt, br8nzeturi, inghetats); alimente preparate (preparate culinare ready to eat gi ready to heat); aluaturi pentru paine gi patiserie, p8ine pi produse de patiserie; produse de patiserie gata de consum: creme desert, inghetate, gerbeturi; carnuri, de vita, porc, pasare, pegte, precum gi produse de abator; produse din carne (carnati proaspeti); . legume: cartofi, mazsre, spanac, fasole verde, conopid3, porumb dulce,

toate sp51ate pi blangate; fructe: mere. ~iersici, zmeura, capguni ca atare sau in sirop de zahgr,

solutie de-acid citric, acid tartric. Nu se supun congelarii merele, perele, bananele, portocalele gi nici legume-

le care ~rezints ramolisment pronuntat la decongelare (castraveti, cartofi intregi, etc.). Alegerea sistemului de congelare va depinde de:

natura produsului: ferm, moale, pastas, lichid; natura precondition2rii produsului: ambalarea in saci de pAnz8, saci de

material plastic, pungi de plastic, caserole, cartoane; conditiile de timp necesare gi impuse.

congelarea se poate realiza: a) in aer &it, cu ajutorul instalafiilor frigorifice care functioneazs pe principiul

compresiei rnecanice a fluidului purtstor (frigopurtstor). Congelatoarele care functioneaz2 cu aer r2cit sunt reprezentate de incinte izolate echipate cu evaporator 5i ventilator, aerul rece circuland in convectie fooata, schimbul termic fiind dependent de viteza aerului, dimensiunile, forma, pi conductivitatea termics a produsului alimentar. La aceste congelatoare a = 10 - 15 w/rn2.~. Aceste congelatoare pot fi:

tunele cu linii aeriene pentru congelarea carcaselor, semicarcaselor, sau sferturilor de la animalele abato-rizate;

Consewarea produsefor alimentare cu ajutorul frigului 101

* tunele cu csrucioare avand stelaje din inox, avansul c2rucioarelor in tunel fiind manual sau printr-un sistem hidraulic;

congelatoare cu bands in spirals tip Gyrofreeze. Banda spiralat3 din jurul unei constructii cilindrice este asezats intr-o incints izolats in care sunt montate evaporatorul gi ventilatorul;

congelarea in pat fluidizat care se utilizeaz2 pentru congelarea individuals a unor produse cum ar fi mazsrea, visinele, ciregele, carnurile in buc2ti mici, etc. Viteza aerului care fluidizeaz2 pi congeleazs produsul este de 4 - 6 m/s. Aerul este rgcit de un evaporator gi vehiculat cu ajutorul unui ventilator. Produsul de congelat este a$ezat pe un jgheab - sits, iar aerul rece este adus sub acest jgheab - sits;

* prin contact direct, in care caz produsul este in contact direct cu o suprafafa racit8. Schimbul termic se realizeaz2 prin conducfie asigurandu-se o bun5 transmitere a csldurii intre produs pi suprafata rscit2. Performanta de schimb termic este direct lep ta de rezistenfa de contact, care, la randul ei depinde de produs gi de starea suprafetei acestuia, gi de conductivitatea termica a produsului. Coeficientul de schimb de caldur2 este de 40 - 60 w/m2.K.

Se deosebesc trei tipuri de aparate de congelare prin contact: congelatoare cu pl3ci orizontale sau verticale, la care agentul frigorific se

evapor2 in interiorul pl3cilor. Produsele supuse congelarii prin aceasta metods au grosimea de 50 - 60 mm;

congelatoare cu bands de contact cu functionare continu2 care se utilizeazs pentru produsele de grosime mica. Produsele sunt dispuse pe o bands de inox rscita in strat de maximum 15 mm gi pe deasupra lor se sufl2 suplimentar un curent de aer rece;

congelatoare cu tambur racit in interior care sunt folosite pentru congelarea prin contact a piureurilor de fructe gi legume. a sosurilor gi pentru obfinerea fulgilor de gheats. Grosimea stratului de produs este de 1 - 2 rnrn si a r 300 w/cm2.~. ;

b) prin imersie in lichide necongelabile (saramurs de NaCI, CaCI,, freoni lichizi sau lichide criogenice, N2, COz). Alegerea lichidului necongelabil depinde de temperatura de solidificare a acestuia pi de natura produsului ambalat sau neambalat gi de toxicitatea lichidului necongelabil. La congelarea prin imersie, de reguls, la suprafafa produselor se formeaz3 o crusts care limiteazs schimbul de mas2 din interior la suprafata produsului. i n functie de natura lichidului necongelabil, a poate varia intre 100 pi 8C2 ~ v l m ' . ~ . Aparatul de congelare prin imersie este format dintr-un bazin in care se gssegte lichidul necongelabil ce este rscit prin intermediul unui evaporator montat in bazin. Circulafia lichidului in bazin este realizats de un agitator sau de o pornpa. Congelarea este instantanee, daca se utilizeaz2 lichide criogenrce.

c) prin pulverizare, i n care caz intr-o incinta prevazuts cu un transportor liniar sau in spirals se pulverizeazs azot lichid, C02 lichid gilsau solid (zapads carbonics), congelarea fiind aproape instantanee.

Din punct de vedere al vitezei de congelare, aceasta poate fi: a [enti, cunoscuta sub denumirea de congelare obignuitg, i n produs

ating2ndu-se aproximativ - 12'C. La congelarea lentti se formeazs cristale de gheata relativ mari care pot leza peretii celulelor putin rezistente, avand drept consecinf3 negativa cregterea pierderilor in suc la decongelare. Acestea antreneazs o scadere a valorii nutritive a produselor supuse acestui tip de congelare. Congelarea lent3 este recomandata pentru produsele destinate liofilizgrii gi pentru fructele, care, dup3 congelare sunt utilizate la obfinerea de sucuri, compoturi, pentru ca este favorizata extragerea sucului celular.

1 02 Principiile conservSrii produselor alimentare 1

rapid8 ~i foarte rapids - denurnits gi surgelare, in produs ating2ndu-se 5 -18OC. in acest caz se formeazs cristale mici gi numeroase de gheata, pastrandu-se in mare parte integritatea tesutului la decongelare, ceea ce inseamna pierderi de suc rnai reduse.

La congelare intereseaza in mod deosebit principiul PPP (product, processing, packaging), respectiv natura produsului, operatii preliminare congelarii gi condi!ionarea produsului inainte de congelare.

5.10.2. Particularitiifi privind congelarea produselor alimentare

in cazul produselor de origine vegetala trebuie s51 se tin% cont de urmatoarele: blangarea legurnelor ce au un bogat echipament enzimatic oxidativ

(peroxidazs, lipooxigenaz2, polifenoloxidaze) pentru a-I inactiva, deci pentru evitarea modific2rilor de culoare, pentru evitarea producerii de arome indezirabile derivate de la acizi gragi polinesaturafi precum 8i a pierderii de vitamin5 C prin trecerea ei i n acid dehidroascorbic,de catre ascorbatoxidazs. Acidul dehidroascorbic poate fi in continuare degradat oxidativ in prezenta O2 in 2, 3-diceto-L-gluconat care nu rnai are activitate vitaminics. Blangarea trebuie sa fie optimizats prin folosirea aditivilor: acid citric, EDTA, sorbitol, xilitol, precum gi a zaharozei sau a unui glucid redudtor sub forms de sirop.

Pentru mentinerea individualitatii produselor (mazere verde boabe, fructe cu dimensiuni mici ca vigine, cirege, etc) se recornand5 congelarea in pat fluidizat.

In cazul produselor de origine animals, in principal carnuri de vita gi de porc in carcass, semicarcass sau sferturi trebuie s5 se aiba in vedere urmstoarele:

congelarea rapids a csrnii calde poate conduce la fenomenul de thaw-rigor la decongelare (rigiditate de decongelare), ceea ce antreneaza pierderi mari de suc celular. Ca pi in cazul refrigerarii rapide a csrnii calde, se recomanda ca inainte de congelare sa se realizeze o conditionare a clrnii timp de 8 - 10 ore la temperatura de 10 - 12OC, sau sa se realizeze o electrostimulare a carcaselor/ semicarcaselor imediat dups jupuire, care conduce la o degradare rapid% a glicogenului pi a ATP, cu intrarea csrnii in rigiditate muscular2;

indiferent de starea tormica a csrnii, este recomandata congelarea rapid% pentru cB se trece rapid prin palierul de temperatura -I... -5"C, palier in care se formeaz2 cea mai mare cantitate de cristale de gheata ~i i n care este cel mai mult favorizats denaturarea proteinelor, cu consecinte negative asupra prsprietatilor tehnologice ale carnii, din punci de vedere a capacit5tii de retinere a apei $i a capacitatii de hidratare;

congelarea semifabricatelor de panificafie ~i patiserie se face in scopul de intdrziere a fermentsrii, de intrerupere a fermentarii, iar congelarea p2inii $i a produselor finite de patiserie se face in scopul mentinerii starii de prospetime pentru o perioads mai lungs de timp.

5.10.3. Durata de pgstrare a produselor alimentare congelate

Durata de pastrare a produselor alimentare a fost prognosticats pentru diverse produse alimentare de catre cercetatorii de la Regional Laboratory - Alabamy din California (time, temperature, tolerance) i n legsturg directs cu calitatea produselor alimentare congelate gi depozitate in stare congelata.

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 103

Conform IFF (Institutul International al Frigului) produsele congelate 25- trebuie livrate spre comercializare ,en gros" la aga-numita .high quality life" (HQL) ce se traduce prin durat2 de timp in care i n produsul congelat 20. gi depozitat nu apare nici o modificare decelabila in raport cu calitatea produsului inainte de congelare, modificare decelabils de cel putin 70 - 80 % din membrii unei 15. echipe de degustatori autorizati. 5 HQL reprezints o durabilitate 2 minimale care este dependent2 de I felul produsului gi de temperatura de 10- depozitare (figura 30). Produsele congelate - depozitate pot fi ins2 acceptate de consumator chiar dupa o perioada mai mare de depozitare. clefinits ca durats maxima de depozitare, sau duma maxima de acceptabilitate (PSL). intre HQL ~i PSL exists un raport variabil care este in jur de 2, dar poate ajunge O chiar la 4 sau 5. i n functie de -25 -20 -1 5 -10

temperatura yi durata de depozitare Ternperatura VC]

r e inregistrears pierderi de calitate fig 30 valori inbrma,ive privind WL in furc!ie care pot fi raportate la PSL (fig. 31)

de iemperaturz: 1 - carne passre; sau la HQL (fig. 32). 2 - carne vitB; 3 - pegte gras.

Temperatura CC)

Fig. 31. Pierderile zilnice de PSL Si HQL la carnea de pui in funcjie de temperatura de psstrare: A - curba acceptabilit2tii;

104 Principiile conservSrii produselor alimentare Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 105

-30 -22 -18 -16 -6 Temperatura PC)

Fig. 32 - Pierderilezilnice de HQL in func!ie de ternperatura de plstrare la aplicarea unui Ian! frigorific incluzlnd: I - depozitarea la produdtor 90 zile la -30'~; 2 - transport

2 zile !a -18"~; 3- stocare la angrosist 60 zile la -22'~; 4 -transport 3 zile la -14'~; 5 - depozitare la cornerciant detailist 10 zile la - 2 0 ' ~ in paltea superioara a wngelatorului; 6- depozitare la comerciant detailist 21 zile la - 1 2 " ~ in partea inferioad a congelatorului; 7- transport la consumator 1 zi la -6OC (se observa d totalul pierderilor reprezinta 132 %,

ceea ce depa~e~te lirnita de 100 % acceptat5 pentru HQL, produsul putand fi ins2 consurnat imediat deoarece nu este depa~it5 PSL).

De remarcat in figura 32 c2 pierderile de calitate se inregistreazs pe tot parcursul lantului frigorific de la producator la consumator, msrimea acestor pierderi fiind dependent2 de timpul efectiv inregistrat la o anumiti temperatur2. Pierderile de calitate raportate atat la HQL cat pi la PSL pot fi calculate pi ele trebuie s2 aib2 o valoare sub 1 (sau 100).

Duratele de acceptabilitate (durata maxim2 de depozitare) pentru unele produse de origine animals sunt prezentate i n tabelele 25, 26, 27, iar pentru unele fructe pi legume in tabelul 28.

Jabelul25

Durata maxim5 de depozitare a cHrnii congelate

Durata maxim5 de depozitare

(luni) 3

Felul cirni i

I Carne de porc semicarcase

Tabelul26 Durata maxima de depozitare a pHs5rilor congelate . ,

Temperatura aeruiui (OC)

.A

Carne de vi t l $i m2nzat sferturi

Carne de oaie carcasa

-1 8 I b

Jabelul27 Durata maxim5 de depozitare a pegtelui qi a altor vietuitoare acvatice

Produsul qi felul ambalHrii

Pui de gain5 in folie contractibila de PVC Pui de gains in folie de polietilena

Pui de gains, curcani, raie, gsqte, arnbalate in pungi de material plastic irnperrneabile la vapori de ap5 $i oxigen

-25 -5u

-1 2 -18 -25 -30 -1 2 -1 8 -25 -30

Durata de depozitare i n luni, la temperatura de: 1 Categoria qi specia -1 8Oc 1 -25°C I - 3 0 ' ~

10 -12 I d

5 - 8 10- 12 1 2 - 1 8 12 - 24 3 - 6

9 - 1 0 12 24

Temperatura de depozitare

("C)

-20

-20

-10

-15

-20

-30

A ,. I I c

I a celitatii de depozitare I Hornari, crabi 6 12 15

Durata maxim5 de depozitare

(luni)

10

6

4 - 6

1 0 - 1 2

12 - 15

2 8

Peste gras Peqte slab cu stabilitate medie a calitalii de depozitare

I Peste slab cu stabilitate mare

I Creveti ambalati sub vid 12 12 18

4 8

10

Cartofi priji!i 24 24 24

Spanac 18 24 24

Jabelul28 Durata maxim5 de depozitare a unor fructe qi legume

8 18

24

Produsul I

12 24

>24

Durata maxim5 de depozitare, i n luni, la temperatura de: -1 aOc I - 2 5 ' ~ I - 3 0 ' ~

106 Principiile conservarii produselor alimentare

Pentru alte produse alimentare durata de depozitare este: - Unt: 3 luni la -1 Z°C, 8 luni la -1 8OC, 12 luni la -25OC; - Melanj de ou2, albug sau galbenug: 12 luni la -18OC, 24 luni la -25OC.

peste 24 luni la -30°C; - Produse de panificatie gi patiserie: 12 - 18 luni la -18... -30°C; - Semipreparate culinare: 18 - 24 luni la -1 8.. .-30°C. Crepterea temperaturii de depozitare de la -18'C la -12OC precum gi

fluctuatiile de temperaturi pe durata depozitarii atrag dup2 sine: deshidratarea gi aparitia arsurii de congelare; recristalizarea (cregterea cristalelor de gheafa mari pe seama celor mici); topirea ghetii; difuzia colorantilor in cazul fructelor aflate In sirop de zahsr; cregterea vitezei reactiilor enzimatice sau neenzimatice care contribuie la

modificarea calitatilor senzoriale ~i nutritionale, cum ar fi imbrunsri ale fructelor. pierderi de vitarnina C, oxid2ri ale lipidelor;

multiplicarea unor microorganisme (bacterii, drojdii, rnucegaiuri) la temperaturi de depozitare mai mari de -lo°C, care afecteaza calitatea senzorial8 a produselor alimentare;

a aparitia fenomenului de givraj intern in cazul fluctuafiilor de temperatura in depozit pi e n d produsele sun: ambalate in folii impermeabile la vaporii de apa. De remarcat c2 givrajul (aparitia de zSpad2 in ambalaj) este un defect de aspect pe care consumatorul il sanc!ioneaza.

Conditiile de formare a zapezii sunt urmHtoarele: ambalajul este impermeabil la gaze $i vapori si are o ineqie termics reduss

(film plastic); exists un spafiu de 0,5 - 2 cm intre film (folie) pi suprafata produsului; temperatura ambianta (din depozit) fluctueaza cu + A8 in jurui temperaturii

medii de depozitare 8; ternperatura medie de depozitare este relativ ridicat3.

CSnd temperatura ambianta (din depozit) este joas3 (8 - AB), filrnul (ambalajul) devine mai rece dec3t suprafa!a produsului a csrui temperatura este apropiats de 8; gheafa din regiunile cu distant3 de 1,5 - 2 cm sublimeaza gi se condenseaz2 sub form3 de zapad2 pe fata interns a ambalajului. Cand temperatura aerului din depozit este 8 + A@, zapada de pe fafa interns a ambalajului revine pe produs, condensandu-se la suprafafa acestuia.

Migrarea apei intr-un sens sau altul se face prin sublimare/condensare, ceea ce implica un gradient de presiune de vapori de aps (fig. 33).

Pentru a reduce givrajul este necesar ca: - siocarea sii fie de scuria durat8; - fluctuatiile de temperatura sB fie mici sau efectele acesteia s3 fie

preluale de un supraarxbalaj; - temperatura medie s3 fie suficient de joasz, practic -20' C, sau mai

joass, astfel ca efectul de presiune sa fie minim; - sA nu existe spatii intre arnbalaj vi produs, adicB ambalajul ss fie lipit de

produs, ceea ce conduce gi la un nivel de oxigen mai scazut cu consecintele ce decurg de aici.

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 1 07

Fig. 33. Apari!ia fenomenului de givraj la depozitarea in stare congelat3 a produselor alimentare preambalate.

Pentru ca la consumator produsul congelat si3 ajunga cu o rezerva de calitate cat mai mare, sunt necesare urmatoarele mssuri:

produsul care se supune congelarii s3 fie de foarte bun2 calitate: depozitarea s2 se faca la parametrii prescripi pi Wrs fluctuatii de

temperaturz in depozit; ambalajulfolosit s3 fie de foarto buna calitate (etanp ~i cu capacitate de

izolare); psstrarea la comerciant s8 se fac2 in conditii bune, sub aspectul

temperaturii pi duratei de pastrare (in limitele termenului de garantie); consumatorul s% mentini produsul, pSn2 la utilizare, in congelator.

1 Pierderea zilnicz de calitate este datB de raportul =, PSL fjind durata I "L

practics, de depozitare la o anumits temperatura (PSL se ia din curbe sau tabele). Pierderea totals de calitate se calculeaza cu relatia:

1 1 %AC=[-<,+ - 1

PSL, PSL2 52 + . . . +-<,I

PSL,

in care PSL,, PSL2, PSL, reprezinta duratele practice de depozitare la temperaturile TI, T2, T, iar 51, T2, cx reprezints duratele efective de pastrare la temperaturile TI, T2, T,.

" 0

(0 >

" - " - .- ,s L. a 8 (1)

C? Dl

2

.- & a -

.23- t T-

'-7

U Z O l n I n ~ W . n ! L C b h O m O N

N

U 5 a, .- -0

3 - - Q

$ g X a, 2 C

0.

= cj a,

4-, G= a 'C - 0 C

5.F 2 . Nu- a,-- : h 2 4 a z g - g 2 3 5 ; 7 .- m e a

3 3 2 k 2 : c a '- a, -

m - . - - m U

a o, .O

a 2 - J,.:

s q " -I T o

a " , r = w L N U J

s - a

0

1-

E 2 a, .- a u C .- > " .- h - 5

0, 3

.- L

0 - IC

m *-

a

8 v

o c u o v

0

> 2 .- + m 0 .= O N "

zg . ;q a ~ - E n F a -0

0, a

8 q

?J

-

a z 0 0 6 - 0 0

LO

v

0

FI

0

0

'"

2

z cu

2

z

y

110 Principiile conservtirii produselor alimentare

Congelarea propriu-zisa nu conduce la pierderi de vitamine pi saruri minerale, iar pastrarea afecteaza numai vitaminele fotosensibile, in conditiile in care produsul nu este ambalat intr-un ambalaj opac la radiatiile luminoase, respectiv intr-un ambalaj impermeabil la oxigen.

in cazul c5rnurilor congelate (care nu sunt supuse tratamentului termic inainte de congelare), pierderile ae vitamine vor depinde de condifiile de maturare ale carnii, conditiile de congelare (lent2, rapids) pi condiiiile de decongelare. La pastrarea in stare congelata (-18OC), pierderile de vitamins B,, B2, PP pi, mai ales, B,, nu sunt importante. dar, dac% aceste pierderi se cumuleaz3 cu cele realizate la decongelare, acestea ajung la 10 - 20 %. Fenomenul de thaw-rigor conduce la crepterea cantitativa de suc expulzata pi, deci, la pierderi mai mari de substanfe solubile (vitamine, saruri minerale, substante cu azot).

Decongelarea produselor este insofit2 de eliminare de suc, care antreneaza pierderi de substante hidrosolubile (vitamine, substante minerale, substante azotoase gi neazotoase solubile). Se recomands ca decongelarea s3 fie rapida, care limiteaza pierderile de suc gi fenomenele de denaturare a proteinelor care sunt rapide pi maxime la temperaturi -5OC... -I0C. Decongelarea nu trebuie s2 se faca la temperaturi care favorizeaza dezvoltarea microbiotei.

Calitatea senzoriala in funcfie de conditiile de pastrare, produsele alimentare congelate -

depozitate pot suferi modificari senzoriale, mai rnult sau mai pufin importante datorita reacfiilor chimice pi enzimatice, chiar daca aceste reactii sunt foarte mult incetinite la -1 8OC.

in cazul fructeior pi legumelor care au suferlt o blanpare preliminars, se modifica textura datorits solubilizarii pectinelor intercelulare, ceea ce antreneaza o pierdere a coeziunii fesuturilor vegetale. Membranele lignocelulozice sunt pufin afectate, in schimb membranele ectoplasmatice devin mai permeabile la apa ~i substanfe hidrosolubile.

Culoarea este niodificat5 prin pierdere de pigmenfi carotenoidici pi modificarea celor clorofilieni care sunt transformati in feofitine. Aceasts modificare se continua pi in perioada de depozitare a fructelor gi legumelor congelate, data enzimele implicate nu sunt inactivate. Modificsrile de culoare sunt cu atat mai evidente cu cat blanparea este de mai sc~~r ta durata. Daca polifenoloxidazele nu au fost compiet inactivate la blangare, prin oxidarea enzimatica, in prima etapa, a pigmentilor fenolici, acidului clorogenic, antocianilor, flavonoidelor, se formeaza produgi chinonici care, in a doua etapa de oxidare cu 0 2 atmosferic, conduc la formarea de pigmenti bruni, insolubili.

In funcfie de permeabilitatea la oxigen a ambalajului, refinerea aromei initiale a produsului este in funcfie de duraia de pastrare la o anumita temperaturs (fig. 35 a) pi in funcfie de durata depozitare in stare congelat2 (fig. 35 b).

'intr-un produs vegetal neblangat, enzimele din clasa oxidoreductazelor (lipooxigenaza, catalaza, peroxidaza) pot produce gi modificari de gust pi miros cu consecinte negative asupra calitaiii senzoriale. Accesul oxigenului la produsele vegetale congelate poate conduce la aparifia gustului de lumina (gust particular de oxidat) pi la decolorare prin trecerea clorofilei in feofitins.

in cazul produseior de origine animaia, modificsrile senzoriale se refer5 la: * oxidarea lipidelor nesaturate, produsele cSp3tind gust pi miros de ranted,

mai ales in locurile in care deshidratarea este mai intens8;

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 11 1

Rilsan

Polieolenl

I I , b

10 50 90 Durata de depoatare la -16C

I ! I I I

- 24 -20 -16 -12 -8 X Ternperatura de depozitare, OC

Fig. 35. Evolu!ia la depozitare a aromei {elinei neblanpate: a - prearnbalatl in arnbalaje diferite $i pastrata la -16OC; b- depozitata la diferite ternperaturi in arnbalaj de polietilena supla inchis prin termosudare (produs neblangat).

Curba este inscrisa in coordonate sernilogaritrnice.

aparifia de "arsuri de congelare", care se reg8sesc in pociunile superficiale puternic deshidratate. Aceste "arsuri de congelare" apar la cirnurile congelate, care nu au fost recondifionate i n ambalaje cu anumit3 impermeabilitate la vapori de ap8 pi unde pierderile de masa sunt de 0,5 - 1,5 % fat3 de masa initials, ceea ce reprezinta gi o paguba economic8, influentind costul msrfii. Pierderile de

112 Principiile conservsrii produselor alimentare Conservarea produselor alimentare cu ajutorul frigului 113

umiditate din produs pot fi evitate numai prin folosirea unui ambalaj etang (impermeabil la vaporii de apa) gi cu aderenta foarte buns la produs.

5.10.5. Decongelarea produselor alimentare

Pentru a se reveni aproape de starea initials a produselor inainte de congelare, marea majoritate a produselor congelate (cu exceptia inghetatei si deserturilor inghefate) se supun operatiei de decongelare, care cuprinde trei etape:

incalzirea produsului congelat (solid) pan3 la palierul de decongelare (-5O C.... -7,5O C).

decongelarea propriu-zisa, care are loc intre -5 (-7OC) pan5 la -1,O (-1,5OC); incalzirea produsului deasupra punctului crioscopic (punctul de congelare).

Metodele de congelare pot fi: - prin incslzire externa (transferul termic de la suprafata spre centru) care

se bazeaza pe proprietatile termice ale produsului alimentar; - prin incalzire interns, care se bazeazz pe:

a) proprietatile electrice (rezistivitatea electrics), in care caz avem de a face cu incalzirea ohmica;

b) proprietatile dielectrice, in care caz avem de a face cu incalzirea cu microunde gi cu curenfi de inalta frecventa.

Decongelarea externa poate fi facut5 prin urmetoarele metode: decongelare in curent de aer cald, in prima etapa, folosindu-se aer cu tempe- ratura de 1 6...20°C gi cp = 100 %, iar, in a doua etapa, aer cu temperatura de 4...5OC gi cp = 60 %, in vederea rscirii gi usc5rii suprafetei produsului; decongelarea cu ap2 cu temperatura de 10...12°C (prin imersie sau aspersie); decongelare cu vapori de aps, care poate fi considerat2 ca o variants a metodei cu aer cald sau cu apa prin aspersie. La decongelarea cu abur se realizeaza o "sterilizare de suprafafa"; decongelare prin contact (dublu contact) cu ajutorul decongelatoarelor cu plsci prin care circula un fluid cu temperatura de 20°C. AceastS metoda se preteaze pentru blocurile de carne pi pegte cu grosimea de 10 cm; decongelarea sub vid, care se bazeaza pe condensarea vaporilor de ap2 la presiune redus2 pe suprafata produsului congelat care preia c8ldura latent3 de condensare a acestora gi se decongeleazs. Decongelarea are loc intr-o incinta rigids, etangs, in care se introduc produsele ce urmeaza a fi decongelate. Decongelarea are loc in doua etape: la 25OC gi 24 tor gi la 1 O°C gi 9 tor. Decongelarea sub vid nu este economics. decongelarea cu radiatii infraro~ii este limitat2 de adancimea de penetrare a radiatiilor infrarogii.

Decongelarea prin incalzire interns se poate realiza aga cum deja s-a menfionat:

=, cu ajutorul curentilor de inalta frecventa, produsul sub forma de bloc plas%ndu-se intre doi electrozi alimentati cu un curent de 10 MHz gi are rol de dielectric;

=, cu ajutorul microundelor, in care caz, incalzirea este tot incslzire de volum, in dielectric; cu ajutorul curentului electric, incalzirea produsului bazandu-se pe rezistenta electric2 a acestuia (incalzire ohmica).

La decongelare trebuie avute in vedere urmatoarele aspecte: rapiditatea decongelarii $i pierderile de suc care antreneazs micgorarea

valorii nutritive,

dezvoltarea microflorei; in special a celei psihrofile, care este favorizata de conditiile de decongelare gi de starea suprafetei produsului precum gi de iemperatura de depozitare a produselor post-decongelare. Aceasta ternperatura trebuie mentinuts in limitele 2 - 4OC, pan8 la utilizarea produsului care trebuie sS fie cat mai rapid2 posibil.

Decongelarea in gospodaria individuala trebuie s2 fie de scurts durata, astfel incat sa se mentins proprietatile nutritionale gi senzoriale (in special). In gospodaria individuala, cel mai bun sistem de decongelare este cu ajutorul mlcroundelor, deoarece este de scurta durata.

Legumele, preparatele culinare, carnea gi fileurile de pegte pot fi decongelate in ambalajul lor primar (la cele care sunt preambalate) pe baie de ap3 calda (bain Marie).

Sucurile de fructe, fructele desert si produseie de panificatie gi patiserie pot f i decongelate la lemperaiura camerei, cu 30 minute inainte de consum.

Passrile in ambalaje vidate se decongeleaza mai intai in frigider la 3...6OC, apoi in aer ambiant, trangarea carnurilor congelate trebuind s5 se faca exact inainte de pregatirea culinara.

1. Besanqon, P. Produits surgeles et nutrition. Revue Generale du Froid, 2, 1985, p. 109.

2. Fouranand, M.; Laville, M. E. Effets de I'emballage sur les qualites hygieniques des produits et sur Iacfivite microbienne a leur niveau. Revue Generale du Froid 3: 1981, p. 145.

3. Gac, A.. Proprietes physiques ef mecaniques des emballages. Revue Generale du Froid, 1, 1981, p. 23.

4. Jamieson, W. Use of hypobaric conditions for refrigerated storage of meat, fruits and vegetables. Food Technology, 3, 1980, p. 64.

5. Kader, A. A. Prevention of ripening in fruits by use of controled atmospheres. Food Technology, 3, 1980, p. 51.

6. Marcellin, P. L 'emballage et les produits rgfrigeres (vivants). Revue Generale du Froid. 2, 1981, p. 75.

7. Philippon, J. L'emballage et le maintien de la qualite des fruits et legumes surgeles. Revue Generale du Froid 3, 1981, p.127.

8. Poumeyrol, G.; Rosset, R. Maitrise de la qualite des produits surgeles d.o.' , ~gme ' aninale, Revue Generale du Froid, 2, 1985, p. 101.

9. Reverdy, P.Y.; Huffschmidt, D. Le froid mecanique de la conservation de la qualite des denrees alimentaires a la dynamisation des filieres. Ind. Alim. et Agr. 4, 1999, p.44.

10. Rosset, R.; Pourneyrol: G. Produits surgeles. Influence des conditions de conservation el de decongelation sur leur qualites hygieniques, nuiritionnelles et organole.~tiques, Revue Generale du Froid 2, 1985, p.649.

11. Silliker, J. H.; Wolfe, S. K. Microbiological safety considerations in controlled - atmosphere storage of meat. Fooc? Technology, 3, 1980, p. 59.

12. Ulrich, R. Variations de temperature et qualite des produits surgeles. Revue Generale du Froid, 7 - 8, 1981, p. 371.

13. Wolfe, S. K. Use of CO and COz enriched atmospheres for-meat, fish and produce. Food Technology, 3, 1980, p. 55.

Conservarea cu ajutorul presiunilor inalte (pascalizarea) 115

6.2. EFECTUL PRESlUNlLOR ~NALTE ASUPRA CONSTlTUENTlLOR PRODUSELOR ALIMENTARE

CONSERVAREA CU AJUTORUL PRESlUNlLOR ~NALTE

(PASCALIZAREA)

6.1. CONSIDERATI1 GENERALE

Prelucrarea produselor alimentare la presiuni inalte (HHP) denumita gi prelucrarea produselor la presiuni ultraina!!s (UHP) sau prelucrarea la presiune hidrostatica mare (HHP) este o tehnologie nous, dezvoltata in Japonia dupa 1986, cu deosebite succese in tratamentul drni i , peptelui, melanjului de oua, diferitor sucuri de fructe, bere, brinzeturi, fructe confiate, etc.

Caracteristicile prelucrarii la presiuni inalte sunt urmstoarele: Tratamentul practic se desfagoara f2ra incslzire evident2 a produsului.

Cregterea temperaturii este practic proportional2 cu presiunea aplicats, dar nu depape~te 2 - 4°C/100 MPa. Nivelul de distrugere a microorganismelor cregte la temperaturi sezute, de aproximativ 4OC ca si la temperaturi mai mari de 40°C, caz in care tratamentul termic este ajutstor.

Transmisia presiunii la produs este instantanee in comparatie cu transmisia csldurii prin conducfie sau convec!ie care se realizeaza treptat.

Tratamentul este omogen in toata masa produsuiui far5 sB existe un gradient intre centrul gi periferia produsului.

Eficacitatea tratamentului nu aepinde de dimensiunile produsului sau ale instala!iei.

Consumul de energie este redus, gi odata atinsa presiunea de lucru, mentinerea acesteia nu necesita energie suplimentar2.

s Tratamentul poate fi aplicat produsului ambalat anterior, dar gi produselor lichide (asa cum s-a mentionat) cu condijia ca tratamentul cu ajutorul presiunilor inalte s5 fie ilrmat de ambalare aseptic&

Din punct de vedere fizic, cregterea presiunilor implies o apropiere a moleculelor una de alta, ceea ce conduce la tranzitii de faza, care sunt reversibile cand are loc etapa de depresurizare. Totusi, la nivel chimic, tratamentul cu presiuni inalte este mai bl2nd decit tratamentul termic pentru c3 nu produce ruperea legaturilor covalente, iar legatirrile de hidrogen gi cele hidrofobe intslnite la nivelul polimerilor glucidici ~i la proteine pot fi modificate reversibil.

Apa, la temperatura ambianta (22OC) se comprirna cu 4% la 100 MPa, cu 11,5% la 400 MPa si cu 15% la 600 MPa. Aceasta compresibilitate variazs putin cu temperatura, iar alimentele bogate in apa si sarace in gaze au o compresibilitate apropiata de cea a apei. Compresibilitatea adiabatic2 a apei antreneaza cregteri de iemperatuia de 2...3°C/100MPa, iar la decompresie reducerea temperaturii ramane la aceleasi valori.

Aceste valori de temperaturi! sunt atenuate de schimburile termice intre ap3 gi incinta de inalta presiune. Presiunea antreneaza gi variatii in ceea ce prive~te starea apei. Astfel, punctul de topire poate scadea la -20°C la presiunea de 210 MPa gi aceasta datorita faptului c=1 la cregterea presiunii se opune cregterea i n volum provocats de formarea ghetii. La presiuni mai mari punctul de topire cregte la un nivel la care gheata formata este mai dens5 dec5t apa. La 20°C ~i la o presiune de 884 MPa apa se transform2 in gheat3.

Compresia unui produs alimentar provoaca o diminuare a pH-ului cu aproximativ 0,2 unit~ti1100MPa. Daca aceste modificari sunt reversibile, ele pot contribui la transformarile caracteristicilor produsului supus tratamentului cu presiuni inalte.

Vitaminele nu suni modificate la tratamentul cu presiuni inalte pentru c2 posed2 putine legaturi stabile (de hidrogen, hidrofobe). in aceasta directie, vitamina C nu este aiectata nici dupi 10 minute de mentinere la ? O O MPa.

Glucidele simple nu sunt afectate la presiuni inalte, i n schimb poliglucidele igi pot pierde proprietatea de a forma geluri. i n general, presiunile inalte modifica temperatura de tranzitie sol - del. Totusi, la 400 - 500 MPa pe un palier de 20 min poate avea loc gelificarea amidonului, gelul fiind suplu si mai transparent.

Lipidele trec din starea iichida in stare solids la presiuni ridicate. Punctul de topire cregte cu 0,2OC/MPa. in cazul arnestecurilor de lipide, presiunile inalte pot provoca separarea diferitor faze, ceea ce poate sta la originea distrugerii membranelor celula:e.

Proteinele qi proteinenzimele Structurile primare ale proteinelor sunt foarte pufin sensibile la presiuni

inalte. Pe de alt2 parte, legsturile slabe din structura proteinelor sunt fragile la acfiunea presiunilor inalte gi deci, presiunile inalte determins denaturarea proteinelor, respectiv, inactivarea enzimelor. Efectul este variabil in functie de tipul de proteins pi de conditiile de tratare (sursele de presiune, durats, ternperatus, pH). Fenomenul de denaturare are loc la presiuni mai mari de 150 MPa gi sunt reversibile p2n2 la 500 MPa.

Conservarea produselor alimentare cu ajutorui tratamentului termic clasic 157

CONSERVAREA PRODUSELOR ALIMENTARE CU AJUTORUL

TRATAMENTULUI TERMIC CLASIC

15.1. ASPECTE GENERALE PRlVlND TRATAMENTUL TERMIC CLASIC

Tratamentul termic aplicat produselor alimentare are drept scop: de a face produsul crud comestibil; de a face produsul agreabil din punct de vedere senzorial; de a asigura conservabilitatea produsului prin distrugerea microorganismelor

de alterare forme vegetative pi spori; de a face produsul salubru prin distrugerea microorganismelor patogene

forme vegetative (Salmonella, Escherichia coli, Yersinia enterocolitica, Aeromonas hydrophila, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Mycobaterium tuberculosis) pi a celor sporulate (CI botulinum tip A, B, E).

Produsul tratat termic poate avea o durata de conservare: scurta, dac% nu se evita recontaminarea ulterioara pi se favorizeaza

revifierea sporilor ramapi (1 - 2 zile la temperatura 2 1 O°C); medie, data produsul aflat intr-un recipient ermetic inchis este conditionat

prin pasteurizare pi pastrarea este la temperatura > O°C (5 1 an la +4...6OC); lungs pi foarte lung3 daca produsul este ambalat in ambalaje ermetic

inchise pi este conditionat prin sterilizare (1 - 2 ani la 15 ... 20°C). Tratamentul termic al produselor alimentare poate fi:

in vrac (cazul lichidelor) urmat de ambalarea aseptica; in recipiente ermetic inchise (lichidele pi produsele cu raport solidllichid

sau produsele solide); in membrane naturale, semisintetice pi sintetice in cazul preparatelor din

carne.

Tratamentele termice clasice care asigura o conservabilitate mai mica sau mai mare a produselor alimentare sunt reprezentate de:

pasteurizare; tindalizare (dubla pasteurizare); sterilizare.

a) Pasteurizarea se aplic3 urmatoarelor produse: lapte pi derivate (produse proaspete); legumelor pi fructelor din apa zisa gama a cincea de pasteurizate; bauturilor: bere, cidru, sucuri de fructe, compoturi pi alte ,,lichide alimentare"; produselor de oua (continut integral, albug, galbenug); semiconservelor de carne pi pegte; preparate culinare; preparate din carne.

Pasteurizarea are drept scop distrugerea total2 a germenilor patogeni pi a majoritatii celorlalte microorganisme, sporii nefiind afectati. Efectul conservant al pasteurizarii este asigurat daca produsul este intr-un ambalaj care s2-l fereasca de recontaminare externa pi daca este pastrat la temperatura de 3...4OC.

Din punct de vedere tehnologic pasteurizarea la lichide se poate face la: temperatur2 joasa: 63OC/30 min; temperatura ridicata: 72OCI20 s; temperatura foarte ridicata pi timp scurt (sistem HTST): 85 - 90°C/2 - 3 s.

Din punct de vedere tehnic pasteurizarea lichidelor (in special lapte) se realizeazs cel mai bine in pasteurizatoare cu placi, lichidul pasteurizat fiind apoi racit gi ambalat (cel mai corect in conditii aseptice). in cazul berii pi sucurilor pasteurizarea se poate face pi in recipiente ermetic inchise, in pasteurizatoare tip tunel.

Pasteurizarea semiconservelor de carne, care sunt ambalate in recipiente ermetic inchise, se realizeaza in cazane deschise sau autoclave sub contrapresiune de aer, astfel c5 in centrul termic al produsului sB fie realizat2 temperatura de - 70°C care trebuie mentinuts 10 min. Produsele trebuie mentinute, dupa pasteurizare pi racire, la 3...4'C.

Preparatele culinare (ready to eat) sunt produse pe baza de carne de la animale abatorizate, pasare, pepte, crustacee, molupte, legume, sos. Aceste produse se preconditioneaza in pungi sau caserole din plastic care se inchid sub vid, dupB care se pasteurizeazs la temperaturi cuprinse intre 70 - 1 0 0 ~ ~ timp de 30 - 90 min in functie de produs. Dupe pasteurizare se face racirea rapids (c 10°C/2h), se zvAnt3 ambalajul la exterior pentru a fi atagata eticheta pi se p2streaza la rece. Consumarea se face dupa reinc2lzire la 65OC fie in ambalajul respectiv fie pe un platou de sticB Yena (numai continutul), cel mai adesea in cuptoare cu microunde.

Pasteurizarea acestor produse poate fi facut2 folosind unul din urmatoarele procedee:

Thermix care consta in imersarea in apa calda $i apoi racire in ap2 glacial&

Steriflow, respectiv pasteurizarea in autoclav orizontal sub presiune de aer, in care se executa pi rscirea;

pasteurizare autovid sau cook in pack, in care caz filmul terrnosudabil ce acopers caserola este prevszut cu o valv2 care, la pasteurizare in atmosfera de vapori devine permeabila pentru vapori pi gaze ce ies din ambalajul cu produs. La

158 Principiile conservzrii produselor alimentare

rscire, valva redevine etanga gi in caserola se creeaza vid. Procedeul este benefic din punct de vedere al pastrarii calitatii senzoriale, dar gi din punct de vedere economic (se evit2 zvdntarea ambalajului in vederea etichetarii);

cook n'cool in care produsul dupa ambalare in folie termosudabil2 se pasteurizeazs in atmosfers de vapori de ap3, intr-un turn in care produsul se deplaseazs elicoidal gi se rscegte in alt turn, tot cu deplasare elicoidala. Produsul este agezat pe un conveier in spirals.

Preparatele din carne in membrane (cdrnati gi salamuri) sau specialitati (produse neimbracate in membrane) sunt pasteurizate in apa sau atmosfera de "apori de ap8, temperatura din centrul termic trebuind s5 ating2 70°C gi mentinut5 timp de - 10 min. Durata lor de pastrare este in functie de continutul in umiditate gi de gradul de afumare gi temperatura aerului din depozit (2 - 4OC pentru prospaturi gi 8 - 12OC pentru salamuri gi cdrnati semiafumati) gi umiditate relativa a acestuia (- 90 % pentru prosp2turi gi 80 - 85 % pentru semiafumate).

b) Tindalizarea (dubla pasteurizare) const3 in doua pasteurizari succesive (75°C130 min) separate de o pauza de incubare (termostatare) la 30°C f 5 pentru o durata de 24 h f 2. Datorita faptului c5 pauza este prea redusa pentru a revifia eventualii spori gi datorita faptului ca eventualii nitrati se pot transforma in nitriti (toxici), procedeul a fost abandonat inca din 1990.

c) Sterilizarea, ca procedeu termic de conservare, asigura conservarea, prin distrugerea microorganismelor vegetative pi sporulate, a toxinelor acestora gi inactiveazg enzimele prop$ alimentului gi pe cele secretate de microorganisme.

Eficienta sterilizarii este influentats de parametrii operatiei (temperatura, timp), compozitia produsului gi pH-ul acestuia, gradul initial de contaminare. prezenta unor factori protectori (aer, zahsr) sau inhibitori (fitoncide).

Pentru a nu modifica substantial calitatea produselor (distrugerea substantelor biologic active) gi a pastra calitatea senzorial2 la nivel inalt, sterilizarea poate fi facut2 in raport cu microbiota mezofila sau termofila ludnd in consideratie in acelagi timp destinatia (climat temperat sau tropical) gi temperatura de depozitare. Daca produsele sterilizate, in raport cu mezofilii, sunt pastrate ulterior la 20 ... 22OC ele vor rsrndne de calitate gi nu se vor altera degi au ramas neinactivati (nedistrugi) sporii bacteriilor termofile.

Dac5 produsele finite se depoziteaza la 45 ... 50°C atunci sterilizarea trebuie facut3 in raport cu termofilii pentru a fi siguri c2 la depozitare nu are loc alterarea lor.

Pentru ambalare se folosesc urmatoarele: cutii metalice din aluminiu pi tabla de otel cositorite, vernisate la interior pi

exterior; recipiente din sticla, inerie din punct de vedre chimic pi care prezinta

diferite sisteme de inchidere ugoara: Twist-off, Eurotwist, Deep-press, Eurocap, Pry-off, Omnia sau inchidere obignuita prin faltuire. Recipiente de sticla de tip butelii sunt in general capsulate cu capsule metalice;

recipiente din material plastic: STP-CAN din poliester pretabil la sterilizarea fructelor in sirop; PET (poliester termostabil) pretabil pentru lichide gi in special cele carbonatate.

in cazul folosirii cutiilor metalice se au in vedere forma, dimensiunile, modul de confectionare, materialele folosite la confectionare, metodele de protejare suplimentar3, agresivitatea produsului ambalat gi metodele de deschidere.

Consewarea produselor alimentare cu ajutorul tratamentului termic clasic 1 59

15.2. MECANISMUL INACTIVARII / DlSTRUGERll TERMICE A MICROORGANISMELOR

Distrugerea termics a microorganismelor (forme vegetative pi spori) are loc dupB ecuatia:

in care: No - numSrul initial de microorganisme; N - numBrul initial de rnicroorganisme dupa aplicarea tratamentului terrnic; D - timpul de reducere decimal5, respectiv timpul necesar pentru reducerea

cu un ciclu logaritmic a microorganismelor forme vegetative/spori (fig. 51); t - timpul de distrugere termica.

Temperatura de pasteurizare (OC) (scar5 rectangulara)

Fig. 51. Diagrams care arats corelaiia dintre logD ~i temperaturs din care rezulti valoarea Z.

Aceast3 ecuafie, este asemanatoare cu reactia chimica de ordinul I:

in care: k - este constanta vitezei de reactie Prin integrare ecuatia devine:

Prin compararea ecuatiei (1) gi (3) rezulta:

k = 2,303/D

160 Principiile conserv3rii produsekr alimentare

lnfluenta temperaturii asupra vitezei de inactivare a populafiei microbiene (forme vegetativelspori) este exprimat2 cu relafia:

IogDID- = -(T-TR)IZ (5)

unde: Z - reprezinta cregterea necesars de temperatura pentru a reduce cu un

ciclu logaritrnic valoarea lui D la temperatura T, respectiv durata tratarnentului termic la ternperatura T (fig. 52).

DR - reducerea decimals la temperatura de referinta (TR).

Ternperatura de pasteurlzare (OC) (scar8 rectangulae)

Fig. 52. Curba de distrugere terrnid in wordonate semilogaritmice.

Valorile lui Z sunt cuprinse intre 4 pi 7 pentru formele vegetative $i 2 10 pentru spori.

lnfluenta temperaturii asupra vitezei de reducere a populafiei microbiene se poate observa qi din ecuatia lui Arrhenius:

in care: k - este constanta vitezei de reactie; ko - contanta lui Arrhenius; E - energia de activare; TA - temperatura absoluts; R - constanta universal5 a gazelor. Prin cornpararea ecuatiei (5) $i (6) rezulta:

E =2,303.~2 / Z (7) Timpul necesar distrugerii rnicroorganismelor (forme vegetative gi spori) va fi

dat de ecuatia:

Conservarea produselor alimentare cu ajutorul tratamentului termic clasic 161

lnactivarea (distrugerea) termica a microorganismelor forme vegetative pi spori, este consecinta denatursrii structurilor celulare $i a proteinenzimelor implicate in metabolismul acestora, denaturare care este cu atat mai importanta cu ctit temperatura este mai ridicata gi durata de actiune a temperaturii mai mare.

La alegerea unui barem de pasteurizarelsterilizare trebuie s.3 avem in vedere:

termorezistenta microorganismelor forme vegetative sau spori in mediu cu pH diferit: produse neacide cu pH > 5,3; produse moderat acide cu pH = 4,5 - 5,3; produse acide cu pH < 4,5. Cu cat produsul este rnai acid cu attit tratamentul termic poate fi mai lejer;

termorezistenta este in functie de microorganism (mezofilltermofil), starea acestuia (vegetativslspori) pi acestea sunt reflectate de valoarea lui D gi Z (tabelul 31 $i 32). De regul2 valorile lui D sunt date pentru o temperatura de referinta (121,1°C) gi sunt: D = 0,21 min pentru Clostridium botulinum (mezofil); D = 1 min pentru Clostridium sporogenes (mezofil); D = 3 min pentru Bacillus stearothermophilus (termofil);

siguranta unui produs alimentar pasteurizatlsterilizat este asigurata numai atunci ~ 2 n d s-a realizat o anumita valoare de pasteurizarelsterilizare care se poate determina matematic sau experimental (cunoscand ratele letale pentru o anumita valoare Z gi temperatura din interiorul produsului) sau aceste valori de pasteurizarelsterilizare exist% tabelate i n literatura de specialitate in functie de produs gi de temperatura de pastrare a produselor dup2 sterilizare.

Rezistenfa termici a lui Clostridium botulinum (spori) tip A $i B la 1 1 0 ~ ~

La alegerea baremului de pasiaurizarelsterilizare trebuie sa luam in considerare (pe lsng3 pH) ~i urmatorii factori:

=, gradul de infectare initials a produsului deoarece intre concentratia i n microorganisme a produsului (celule sau spori) $i durata de pasteurizarelsterilizare exist5 o dependents manifestat2 prin marirea timpului de pasteurizarelsterilizare la cre~terea concentratiei microorganismelor, exprimat2 prin relatia:

=, influenfa protectoare a proteinelor $i gr3similor asupra microorganismelor forme vegetative gi spori;

=, influenta protectoare a aerului Emas in recipient asupra microorganismelor; =, cregterea rezistentei microorganismelor prin prezenta NaCl gi zaharului la

concentratii reduse; =, prezen!a fitoncidelor din unele produse vegetale care rnic~oreaza

rezistenta la pasteurizarelsterilizare a microorganismelor.

Tip B

1,06 - 1,09 2,15

1.52 - 3,07 1.19- 1,54

Produsul Asparagus-conservi Porumb-conserve Mazire-consew2 Spanac-consew2

Tip A

0,61 - 1,22 1,89

0,61 - 1,22 0,61 - 1,74

Tabelul32

Parametri cinetici la inactivarea terrnic5 a microorganismelor patogene +

Ternperatura Oc

65.5 70 - 71 70 - 71

57 57,2 57,2 60 48 48 55

55 - 56 63,3 60 60

E KJlrnol

392 - 499 120 128

367 - 530 159 - 352 256 - 379

386

224

Z OC

4.4 - 5,6 18,9 17.7

4 - 5,78 5,6 - 12,4 5,2 - 7,7

5,5

9.5

k llminut

2,075 - 4,113 0,005 - 0,008 0,002 - 0,006 0,86 - 1.08 0,45 - 1,77 0.36 - 0,56 4,52 - 34,4 0,144 - 1,05 0,35 - 1,05 2,3 - 3,11 1 ,O - 3,72

3,97 - 10,47 0,14 - 1,44

2,56

D minute

0,56 - 1,11 276 - 480 396 - 1050 2,13 - 2,67

1,3- 5,l 4,l - 6.4

0,067 - 0,51 10 - 16

2,2 - 6.6 0,74 - 1 ,O 0,62 - 2,25 0,22 - 0,58 1.6 - 16,7

0,s

Microorganismul

Forme vegetative Salmonella senftenberg Salmonella senftenberg Salmonella tphimurium Salmonella typhimurium Escherichia coli A TCC

Escherichia coli 0157-H7 Yersinia enlerocolitica

Vibrio parahaemolyticus Aeromonas hydrophila Campylobacter jejuni Campylobacterjejuni

Listeria monocytogenes Listeria monocylogenes Staphylococcus aureus

Substrat

Alimente diverse Ciocolati cu lapte Ciocolati cu lapte Carne msrun!itB Produse lactate Carne mirun!itB

Lapte Omogenat de peqte

Lapt e Lapte degresat

Carne vitB I oaie I pasire Lapte

Produse din carne Lapte

164 Principiile conserv3rii produselor alimentare

15.4. DURATELE DE PASTRARE ALE PRODUSELOR PASTEURIZATE $1 STERILIZATE

Durata limit3 de consurn (DLC) a produselor pasteurizate este dependenta de valoarea de pasteurizare (VP) ~i de temperatura atins5 de produs in centrul termic, in conditiile rnentinerii lor la aceeapi ternperatura de depozitare frigorifica (tabelul 33 pi fig. 53).

Tabelul33 Valorile DLC pentru produse pasteurizate ~i ambalate

Parametrul Tip de produs I

ernDeratUra in centrul tnrmir Or : 7

Fig. 53. Valoarea de pasteurizare pentru trei tipuri de produse: 1 - ternperatura in centwl termic 57 ... 65%; 2- temperatura i n centrul terr,~ic 2 65OC;

3 - temperatura in centrul termic > 70 '~ .

DLC poate fi calculat cu relatia:

60 DLC = -

Td

i n care 60 este un coeficient propus iar Td temperatura de psstrare la rece. Astfel pentru:

Td = 2OC, DLC = 30 zile; Td = 5OC. DLC = 12 zile; Td = 8,5OC, DLC = 8 zile; Td = 10°C, DLC = 6 zile. Durata de pastrare a produselor sterilizate este in dependenp de valoarea

de sterilizare realizata (tabelul 34).

Consentarea produselor alimentare cu ajutorul tratamentului termic clasic 165

Tabelul34 Valorile Fo ce trebuie realizate la sterilizare

1. Banu C $.a. Procesarea industrials a cdrnii. Editura Tehnica, Bucilregti, 1997. 2. Banu C, Vizireanu, C. Procesarea industriala a laptelui. Editura TehnicS,

Bucure~ti , 1998. 3. Hersorn, A.C., Shore, D.T. Aseptic processing o f foods comprising sauce and

solids. Food Technology, 5, 1981, p. 53. 4. Mc Donel, J. Mechanism of action o f Clostridium perfringens enterotoxin. Food

Produsul

Produse pe trei sferturi conservate

Conserve depozitate climat temperat

I

Conserve care se depoziteazs in climat tropical

Technology, 4, 1980, p. 91. 5. *** Overarchung principles: Kinetics and pathogens of concern for a l l

technologies. J. Food Science Supplement, p. 16.

Ce trebuie s5 realizeze tratamentul termic

Distrugerea formelor vegetative ~i a sporilor bacteriilor mezofile de tip Bacillus: - 6. subtilis, 8. megaterium, 6. polimixa, 6. macerans

Distrugerea formelor vegetative $i a sporilor bacteriilor mezofile de tip Clostridium patogen $i de alterare: - CI. botulinum, CI. sporogenes (Probabilitatea sporilor de CI. botulinurn viabili = 1 ~'~lrecipient; Probabilitatea sporilor viabili mezofili de alterare cum ar f i CI. sporogenes = l ~ -~ / r ec i~ i en t ) Distrugerea formelor vegetative qi a sporilor bacteriilor mezofile dar $i termofile de tipul Bacillus qi Clostridium cum ar fi: - 6. stearothermophilus, CI. ther- mosaccharoliticum, CI. nigrificans Dacd se depoziteazd conservele la temperatura sub optirnul de depozitare, probabilitatea de supravie!uire a s orilor termofili P trebuie sS fie 10. pe recipient. DacB se depoziteazd conservele la temperaturi apropiate de optimul de dezvoltare a sporilor, probabilitatea 'de supraviepire a sporilor termofili trebuie s& fie 10-*/recipient.

maximale Durata

6 - 12 luni

2 - 3 ani

1 - 2 ani 1

Conditii de Valoarea de sterilizare (Fo sau Fs)

0,6 - 0,8

5-6 pan5 la 8 - 14

14 (1 5 - 21)

pastrare Temperatura

OC

+ 15

+25

+ 40

Consewarea prin concentrare 1 67

CONSERVAREAPRINCONCENTRARE

16.1. ASPECTE GENERALE ALE CONCENTRARII CU AJUTORUL CALDURII

Concentrarea, ca metoda de conservare, conform clasificsrii ficute de Nikitinski, are la baza principiul biologic al anabiozei, respectiv fizioananabioza, procedeul de conservare fiind xeroanabioza.

Prin concentrarea (deshidratarea partials) a produselor alimentare lichide - suspensii sau solutii - se elirnins o parte din apa continut2 de produs, avAnd loc o creptere a continutului de substant2 uscats pi prin urmare se micporeaza activitatea apei, sub limita de dezvoltare a microorganisrnelor de alterare. Pentru o bun3 conservare, concentratul trebuie s3 aib3 maximum 62% substanfa uscats.

Dar pi in aceste conditii, produsele concentrate nu se pot bine conserva decit daca:

inainte de concentrare, produsele lichide se supun unei operatii de tratarnent terrnic preliminar care poate fi in sistem HTST (110 - 120°C/cateva secunde) sau o incalzire la 11 5 - 128OC/l - 6 rnin. sau chiar la 93 - 100°C/l 0 - 15 min, in functie de produs. Acest tratament terrnic prelirninar asigura cel putin distrugerea microorganisrnelor forrne vegetative;

produsele, dupa ambalare, s5 fie supuse operatiei de sterilizare la 100 - 120~C115 - 20 min sau se aplica sistemul UHT la 140°C13s urmata de ambalarea aseptic3 a produsului sterilizat in vrac.

Rezulta c3 la concentrare, distrugerea microorganismelor este asigurata in principal de tratarnentele termice aplicate, la conservabilitate contribuind pi activitatea apei mai scszute, datorita concentrarii.

Prin concentrarea produselor alimentare destinate uscarii, se realizeaza pi o economisire de energie, concomitent cu o creptere a eficientei instalatiilor de uscare, in special in ceea ce privepte capacitatea de productie.

Oricare ar fi rnetoda de concentrare termics, aceasta trebuie s5 fie astfel realizata incit:

sa mentine valoarea nutritiva a produsului; s2 nu modifice proprietatile senzoriale (gust, rniros, culoare);

sa poata fi recuperate aromele in cazul concentrarii sucurilor de fructe; s% nu conduca la denaturarea proteinelor pi la depunerea lor sub form2 de

crust3 in cazul concentrarii laptelui, pi a altor lichide proteice (cazeine pi cazeinati, concentrate pi izolate proteice, hidrolizate proteice, etc.).

Realizarea dezideratelor mentionate este posibils prin optimizarea relatiei temperaturaltimp pi alegerea tipului de concentrator, respectiv a instalatiei de concentrare.

Concentrarea se poate realiza prin fierbere la presiune atmosferica sau sub vid, care este net superioar5 deoarece concentrarea are loc la temperaturi mai scszute; durata de concentrare se reduce la jurnitate dacB presiunea reziduala este de 200 mmHg; se pastreaza rnai bine proprietatile senzoriale pi valoarea nutritiva; se pot recupera substantele de aroma volatile.

16.2. INSTALAT11 DE CONCENTRARE CLASICE

Din punct de vedere tehnic, concentrarea poate fi fscuta intr-o instalatie de concentrare care este compusa din:

sistem pentru vaporizare - concentrare care, in unele cazuri este cuplat cu separatorul de lichidlvapori, iar in alte cazuri realizeaza el singur aceasta operatie;

sistemul pentru condensarea vaporilor; sisternul de termocompresie care se rnonteaza numai la acele instalafii

care functioneazs cu termocompresie; echiparnent auxiliar (pompa de ap2 calda, pompa de vid uscat3 etc).

Concentratoarele pot fi: cu film descendent, cu plsci, cu film expandat, Centritherrn, cu rotor (RTC), cu suprafafa raclata.

Cele rnai utilizate concentratoare sunt cele cu tevi prin care circulz lichidul de concentrat, iar printre tevi circul2 aburul pentru incalzire. Transrniterea caldurii de la aburul cu ternperatura t, c3tre lichidul din tevi cu temperatura t, are loc deci printr-un perete despaqitor (peretele tevilor), dup3 legile generale de transfer de cSldur8, conform ecua!iei:

Q = K . S(t, - t , )

in care: S - este suprafata de transfer termic, m2; Q - cantitatea de caldura transmiss, kcallh; K- coeficient total de transmiterea caldurii (kca~/m~h.~rad sau w/mZgrad); Factorii care influenteaza transmiterea caldurii se refera la:

lungimea pi diametrul tevilor: 3000 mm pi Q, = 30 - 34 mm la aparatele fierbatoare pi 4500 - 7000 mm pi cP = 30 - 34 mm la aparatele cu curgere pelicular3.

caracteristicile produsului ce se wncentreazs: viscozitatea, stabilitatea termiw. nivelul lichidului in aparat care trebuie s2 fie de % din lungimea tevilor,

rnasurata de la placa tubular5 inferioarg, in cazul aparatelor fierbatoare; in acest caz amestecul lichid-vapori se deplaseazg rapid prin tevi, asigurand o bun2 transmitere a caldurii.

grosirnea peliculei de lichid i n cazul concentratoarelor cu film descendent trebuie s3 fie de 1 - 2 mm.

168 Principiile consewGrii produselor alimentare

lnstalatiile de concentrare pot fi: de tip Anhidro (fig. 54), Alfa-Laval, Ahrens- Boden, Wiegand, Paasch-Silkeborg, APV, Centri Therm Alfa-Laval, cu film

. . expandat, Evapac.

Fig. 54. SchiIa de principiu a unei instalatii de concentrare de tip Anhidro: 1 - pornpa de alimentare; 2a, 2b, 2c- pornpe pentru concentrat; 3a, 3b. 3c- serpentine de preinelzire;

4 - pasteurizator rnultitubular; 5- preindlzitor; 6a. 6b, 6c- evaporatoare (concentratoare); 7a, 7b. 7c- separatoare de lichid-vapori; 8- condensator de arnestec; 9a. 9b- ejectoare;

10a, lob- pornpe pentru condens; 11 - pornpa de vid.

Se prefers instalatiile de concentrare care lucreazs sub vid. Degi sunt cel mai mult folosite, instalatiile de concentrare cu ajutorul csldurii,

nu conduc intotdeauna la produse de calitate superioarz, avand in vedere sensibilitatea la caldura a unor componenti ai produselor alimentare lichide: destabilizarea proteinelor; distrugerea unor vitamine termosensibile; modificarea culorii datorita carameiizarii lactozei gi reacfiei Maillard; aparitia gustului de fiert prin formarea de H2S; ingrogarea urmats de gelifiere, care apare in produsul tratat preliminar prin procedeul UHT (inainte de concentrare); formarea de sediment care este consecinta formarii de precipitat din ssruri de citrat de calciu, fosfat de calciu, fosfat de magneziu.

Dacs la sterilizarea produsului concentrat nu s-a respectat baremul de sterilizare, in produs pot ramhe spori de CI. sporogenes, 6. subtilis, 6. cereus, B. stearothermophilus care produc degradarea proteinelor, formare de gazs din glucide, acidifiere, coagulare, etc.

16.2.1. Produse lactate concentrate cu ajutorul caldurii

In aceasts categorie, conform directivelor UE intrs urmSitoarele produse lactate concentrate (condensate):

T-- Consewarea prin concentrare

lapte condensat neindulcit - care este laptele deshidratat ce contine 7,5% grasime qi 25 % substanis uscats total2 din greutate;

lapte degresat concentrat neindulcit, care este laptele partial deshidratat care contine maximum 1% grasime gi minimum 20 % substanta uscats totala din greutate.

lapte partial degresat condensat neindulcit care poate fi: - lapte partial deshidratat care contine minimum 1% grssime gi

maximum 7 3 % grssime, precum gi minimum 20 % substants uscats . . totals din greutate, fiind singurul produs care se poate vinde cu amsnuntul sub aceasts denurnire;

- lapte partial deshidratat care contine 4 - 4,5 % grssime gi minimum 24 % substants uscats din greutate.

lapte condensat neindulcit cu continut ridicat de grssime - contine minimum 15 % grssime gi minimum -26,5 % substant5 uscata totals din greuiate.

La produsele mentionate sunt admise pentru folosire urmstorii aditivi: carbonati de sodiu sau potasiu, citrati de sodiu, citrati de potasiu, ortofosfati de sodiu, ortofosfati de potasiu, CaCI,, polifosfati de calciu din care difosfati, trifosfati, in cazul laptelui partial deshidratat neindulcit, tratat UHT, gi polifosfati liniari care contin cel mult 8% compugi ciclici in cazul laptelui partial deshidratat neindulcit tratat UHT.

Cantitatea totals de polifosfati adSugat8 nu trebuie s i depsgeascs 0,2% in produsul finit pentru produsele cu un continut de p2n2 la 28% substants uscats totals pi 0,3% pentru produsele cu un continut de substanfa uscata total2 mai mare de 28%.

Continutul total de trifosfati gi polifosfati liniari, exprimat ca P2O5, nu trebuie sa depsgeasca 0, l % pentru produsele cu un continut de substanti uscats totals de pan2 la 28 % gi 0,15 % pentru produsele cu un confinut de substanta uscats totals mai mare de 28 %.

Nivelul de acid lactic din produsele men!ionate.nu trebuie s2 depsgeascs 300 mgllOOg substants uscat2.

in cele ce urmeazs se prezinta succint aspectele generale ale tehnologiei de obtinere a laptelui concentrat fsra zah2r (fig. 55 gi 56).

preincalzirea este necesara pentru: intrarea la concentrare i n stare incslzit3 a laptelui pentru ca acesta s5 stea mai putin in statia de concentrare; cregterea stabilitgtii laptelui concentrat la sterilizare; modificarea vascozit2!ii produsului finit.

Efectul de stabilitate este explicat astfel: in lapte exists un echilibru intre echivalentii alcalini (CaO, MgO, K20 gi NapO) pi cei acizi (P2O5, CI, SOs, Con, citrati, cazeins, albumins). Echivalentii acizi au efect de stabilizare asupra sistemului proteic, iar cei alcalini au efect contrar, promov2.nd agregarea micelelor de cazeins, destabilizarea acestora gi precipitarea.

Nivelul de calciu gi fosfor solubil din lapte scade la aplicarea tratamentului termic, dar scaderea calciului solubil este mai mare decat a fosforului solubil gi deci preincalzirea laptelui conduce la stabilizarea acestuia.

concentrarea trebuie conduss sub vacuum pentru a se reduce temperatura de concentrare ~i deci pentru a se rninirnaliza rnodificarile nedorite ale componentelor laptelui. Concentrarea se face in instalatii cu termocompresie sau cu compresie mecanics de vapori.

ornogenizarea are drept scop irnbun&t%tirea stabilitatii emulsiei de grasime din lapte prin miqcarea diametrului globulelor de grssime (de la 3-5pm la 1 2 ~ ) . Alte efecte ale ornogenizsrii sunt: culoare mai albs a laptelui; cregterea v8scozitatii

170 Principiile conserv8rii rodu use lor alimentare Consewarea prin concentrare ' - - . 171

laptelui; cregterea tensiunii de interfap; scaderea capacitgfii de coagulare; cregterea lipolizei; scaderea modificgrii oxidative; scsderea stabilitatii proteinelor.

1 + Sediment

Clarificare

Depozitare la +4OC

Prima normalizare (standardizare)

Preindlzire la 1 15-1 28OCI1-6 min

sau 93-1 OO°C/l 0-25 min

Omogenizare la presiune - treapta 1 15-25 MPa - treapta II 5-1 0 MPa

A doua norrnalizare

n Ambalare

1 Sterilizare

la 1 40°C/3s

~terilizare la 100-1 20°C/15-20 min 1

1 Ambalare aseptic2

Depozitare la 1 O°C d Fig. 55. Schema tehnologici de ob!inere a laptelui concentrat f i r i zahar.

Evaporare

Prenarament

Clanhcare

Omogenizare

probe steril~zate $I adaos de

+ I fos:at; pre'ware aach I I este necesar I

Rac~re Sterilizare Preincakire 1

Fig. 56. Schita de principiu a unei instalatii de obtinere a lapteiui concentrat flrS zahlr.

sterilizarea se poate face dupa ambalarea laptelui concentrat in recipientii de desfacere la 100-1 20°C/1 5-20 min sau in sistem HTST respectiv UHT/3 s.

depozitarea la 6...8OC poate fi facuts pentru 2 1 an.

16.2.2. Produse pe bazH de must de struguri

Mustul de struguri concentrat este produsul necaramelizat obtinut prin deshidratarea partial& a mustului proaspat sau taiat, efectuata printr-o metoda autorizata, alta decat cea de incalzire pe foc direct. El se obtine din struguri de vin cu concentratia in zah%r 2 145 gll pi are un continut de zah2r r 650 gll. Poate avea un continut de alcool de < 1 % in volume.

Mustul de struguri concentrat, rectificat - este produsul obtinut prin deshidratarea paciala a mustului proaspat sau tsiat efectuata printr-o metoda autorizata, alta decat cea de incslzire pe foc direct, care a fost supus unor trata- mente autorizate de dezacidifiere pi de eliininare a altor compupi decat zahsrul. El se obtine din struguri de vin cu o concentratie in zaher de 2 145 gll. Are un continut de zaharuri 2 740 gll ~i poate avea un continut de alcool de I 1 % in volume.

Sucul de struguri concentrat - este produsul necaramelizat, obtinut prin deshidratarea partial2 a sucului de struguri, prin folosirea unei metode autorizate, alta decat cea de incalzire pe foc direct, astfel ca indicele refractometric determinat la 20°C si3 nu fie mai mic de 50,9 %. Se admite c5 sucul de struguri concentrat sa aiba un continut in alcool de cel mult 1 % in volume.

16.2.3. Produse din fructe concentrate f5rH zah5r

Sucurile concentrate din fructe se obtin din sucurile de fructe limpezi, prin evaporarea unei cantitali de ap% (fig. 57).

Sucurile concentrate de fructe pot fi: semiconcentrate cu 30 - 50 % substanti3 uscata; concentrate propriu zise, cu minimum 65 % substant2 uscats, stabile in

timp far2 aplicarea altui procedeu de conservare.

172 Principiile conservgrii produselor alimentare

Materii prime

Conditionare (spglare, sortare, indepartare pa@ necomestibile)

0btiner;a sucului prin: - presare; - centrifugare; - difuzie.

Limpezire: - autolimpezire; - limpezire enzimatid; - limpezire prin centrifugare.

Filtrare

Cupajare

Centrifugare

Tratament termic preliminar

Concentrare cu recuperare arom2

2 Ambalare PasteurizarelSterilizare pi r2cire

Ambalare aseptic2

Depozitare

Fig. 57. Schema tehnologid de obtinere a sucurilor de fructe concentrate.

I Conservarea prin concentrare 173

Concentratele se realizeazs cu recuperarea aromei, la unele din ele putandu-se folosi pi conservanti.

Ambalarea se poate face in recipienti de sticl5, plastic, metalice (aluminiu) pi se depoziteazs la rece. Se fabrics obisnuit suc concentrat de mere, citrice, caise, etc.

Piure de fructe. Acest produs (care se aplica si la legume) se poate objine din fructe maruntite pi macerate enzimatic, urmats de separare intr-o centrifug5 orizontals unde se obtin doua fracfiuni: ser (84 - 96 %) si pulps (4 - 16 %).

Serul, dupa clarificare prin centrifugarelfiltrare se concentreazi la 65 - 70°Brix . cu recuperare de aroma. Pulpa se amestecs cu terci pulpos in raport 111 dupa

I care se combina cu serul concentrat pi aroma concentrati, obtinandu-se o pasts concentrat&, care dupa dezaerare si pasteurizare se ambaleaza si se depoziteaza la +2OC. Acest piure se poate utiliza la fabricarea nectarurilor si sucurilor pulpoase (fig. 58).

16.2.4. Produse din legume concentrate

Cele mai cunoscute produse din aceasta categorie sunt reprezentate de bulion pi pasta de tomate. Atat bulionul cSt si pasta de tomate se obtin din tomate proaspete, s5n5toase, intregi, ajunse la maturitate industriala, de culoare rosie intensa, f2rs semne de fermentare sau mucegai, neatacate de boli criptogamice. Nu este admis2 folosirea de coloranti sau conservanti, cu exceptia pastei in tuburi la care este permiss I 0,l % acid benzoic. Se admit adaosurile de zahar pi sare.

Dup2 continutul in substant2 uscata, bulionul se livreaz2 in dous tipuri: tip 12 cu minimum 12 % substanta uscat2 solubila pi tip 18 cu 18 % substants uscat5 solubil5.

Pasta de tomate se fabric2 in 4 tipuri: tip 24, cu minimum 24 % substants uscats solubila; tip 28, cu minimum 28 % substan\a uscats solubils; tip 36, cu minimum 36 % substanfa uscats solubila; tip 40, cu minimum 40 % substants uscat2 solubil2.

16.3. CONCENTRAREA PRlN CONGELARE

Se pot obtine produse de calitate superioara prin concentrare la rece, respectiv prin crioconcentrare care consti in a supune produsul alimentar lichid unei congelari la -3...-7 si chiar -15OC pentru formarea cristalelor de gheats. in continuare are loc separarea cristalelor de gheat2 fie prin presare (coloans de presare Grenco sau Phillips), fie prin centrifugare in centrifuge orizontale. Avand in vedere temperatura la care se lucreazs nu se produce denaturarea produsului si nici nu sunt pierderi de aroma. Din punct de vedere economic, consumul de energie este incomparabil mai redus decat la concentrarea termics.

Produsul obtinut prin crioconcentrare se conditioneazs prin ambalare aseptic5 si se depoziteazs la temperatura de refrigerare. Pentru marirea duratei de pPstrare poate fi utilizat un consewant sau se pasteurizeaza ~i apoi se ambaleaz5 aseptic.

174 Principiile conservsrii produselor alimentare Conservarea prin concentrare 175

Fructe + 16.4. CONCENTRAREA PRlN ABSORBTIE (PROCEDEUL SECH-ABSORB) -

1. Pregatire preliminars, inclusiv maruntire

+ inc5lzire ~i macerare enzimatics I

Terci pulpos proaspat 2 1.

I Separare centrifugala

centrifugareniltrare pulpos proaspat 111

recuperare arorn5

Ser concentrat P

. Aroma concentrat2 -

Cu~aiare

Dezaerare . I Pasteurizare I

Ambalare aseptic3 + f

Depozitare

Concentrarea se face intr-o instalatie format5 din trei coloane cilindrice dispuse in dous bucle inchise: intr-o coloana se folosepte aer cald pi uscat pentru uscare, iar celelalte doua coloane sunt schimbatoare de c3ldur3. lnstalatia (fig. 59) functioneaza dupa cum urmeaz8: produsul lichid diluat (suc) ce urrneazs a fi concentrat intr3 in coloana 1 sub forma de ploaie fiind deshidratat cu aer cald ~i uscat din coloana 2. Aerul urned din coloana 1 este adus in coloana 2 unde vine in contact cu o solutie higroscopics concentrats de LiBr sau CaCI, pi in consecints este ,,uscat", si incalzit, apoi trimis in coloana 1 pentru a fi utilizat din nou la concentrare.

Aer umed rece Solutie higroscopici concentrat8

Suc alirnentar

Aer cald t

Suc concentrat

Fig. 58. Schema tehnologid de obtinere a piureului (pastei) de fructe. dup% procedeul Sulc. Fig. 59. Schi!a unei instala!ii de concentrare prin absorb!ie

(procedeul Sech-absorb).

176 Principiile consewiirii produselor alimentare

Solutia de LiBr diluats - higroscopics este trimis2 in coloana 3 unde este "uscata" cu ajutorul aerului cald-uscat care circul5 in contracurent, produs separat de instalatie. Solutia de LiBr sau CaCI2 readus2 la pararnetri inifiali, este stocat2 gi adus2 din nou in circuit.

Coloanele 1 pi 2 sunt urnplute cu un material absorbant foarte poros (96 % porozitate) de tip Zulzer BX. Cele dous coloane 1, 2 au inaltimea de 2,5 m pi diametrul de 10 cm. Produsul concentrat poate fi utilizat ca atare sau trimis la uscare finals.

Produsul concentrat poate fi pasteurizat/sterilizat in vrac si apoi arnbalat aseptic. Pasteurizarea/sterilizarea se poate realiza pi dups ambalarez gi inchiderea errnetice a recipientului.

16.5. CONCENTRAREA PRlN MEMBRANE

Unele din tehnicile de membrans (microfiltrarea, ultrafiltrarea, osrnoza inverss) singure sau combinate pot fi folosite pentru ,,sterilizarea la rece" pi pentru obtinerea de concentrate proteice care pastreaza integral valoarea nutritiv2 pi senzorialg a produselor de start, respectiv gi pentru alte scopuri cum ar fi:

obtinerea benzei proaspete de vaca prin procedeul .prefrornagen; concentrarea solutiilor de cazeins pi cazeinati; obtinerea de concentrate din lapte integral pi lapte degresat; recuperarea proteinelor din zer; separarea lactozei pi concentrarea ei din zerul dulce; concentrarea proteinelor albu~ului pi continutului integral de ou2; concentrarea plasmei sanguine pi a sangelui integral al animalelor abatorizate; recuperarea uleiului de masline din apele de extractie; concentrarea pi demineralizarea bulioanelor pentru gelatins; recuperarea proteinelor din diferiti efluenti; recuperarea pectinei din efluentii citrici; concentrarea sucurilor de fructe pi legume; sterilizarea la rece a berii, vinurilor; concentrarea extractelor de cafea, ceai, plante arornatice, etc; producerea de aps steril3; recuperarea aminoacizilor din hidrolizate; desalinizarea apei de mare gi apei ssrsturoase; reducerea duritatii apei destinat2 cazanelor de abur; deshidratarea alcoolului etilic prin pervaporizare; productia de biomass in reactoare cu rnembrans prin cuplarea fermentatiei

cu ultrafiltrarea. Avend in vedere pi electrodializa, aceasta tehnic2 de rnembrana se

folosepte pentru: demineralizarea lactoserului pi altor produse; reducerea aciditstii sucurilor de fructe; desalinizarea apelor ssrate; separarea pi concentrarea arninoacizilor; dernineralizarea solutiilor farmaceutice, etc.

Principiul general al separ2rii prin folosirea diferitelor tehnici de membrana este ar2tat in tabelul 34.

Consewarea prin concentrare 177

Tabelul34 Principiul de separare pentru diferite tehnici* de rnembranl

Procedeul I Principiul Microfiltrare 1 Se~ararea tip ,,cernereU prin care se retin particulele din suspensii

(hiperfiltrare) I presiuni de lucru de plrk la 80 bar. Perevaporatia I Separarea prin membrane hidrofilelhidrofobe $i evaporarea lichidului

Ultrafiltrare

Nanofiltrare

Osmoza inverse

I care traverseaza membrana. I * Dalton: unitate de mas- atomic* = 1116 din cea a oxigenului = 1120 A. Este utilizat5

pentru cuantificarea masei moleculare a proteinelor.

precum $i baiterii cu dimensiuni L 0,l pm (0,l pm = 0,001 mm = 1 ~ - ~ m m ) la presiuni de lucru de 0,2 - 1 bar. Separare de tip ,,cerneren a micromoleculelor cu dimensiuni de 0.01pm ~i 0,l pm la presiuni de lucru de 3 - 10 bar. Separare prin membrane a moleculelor (saruri bivalente) cu dimensiuni de 0,001prn (200 - 600 daltoni) la presiuni de lucru de 10-25 bar. Separarea (re1inerea) moleculelor cu dimensiuni de c3tva A ~i a s* rurilor monovalente (1 A = 0.1 nm; 1 nm = 0,001pm = 10'mm) la

in fig. 60 a, b se arat2 separarea diferitilor constituenti ai produselor alimentare lichide cu ajutorul diferitelor tehnici de mernbrans.

SEPARAREA PRlN MEMBRANE

Particule i n suspensie

Microfiltrare

A Macromolecule

P

Ultrafiltrare

U Glucide

Sgruri divalente

Nanofiltrare n u Sgruri monovalente

Acizi nedisociav

17

Osmoza inversa 1- U

178 Principiile conserv5rii produselor alimentare

Ultrafiltrare 0,01 rnicroni

5 -.- organici -:

(pesticide, solvent

Sawn biilente dizohate 7

(calciu, sulfat./ carbonat, fier.

. .

OsmozH inversa 0.0001 microni

Fig. 60. Caracteristicile de separare ale unor procese de membrans: a - in funqie de constituen!ii vizav; b - in func!ie de rnfirimea moleculelor.

Membranele folosite in diferite tehnici de membran2 apartin la patru generatii:

membrane din ~eneratia I: de tip organic pe bazs de acetat de celuloz2 ~ -

fabricate inceptind cu aiul 1957; membrane din generatia a 11-a: de tip organic pe baz2 de polimeri sintetici,

fabricate dupfi 1960;

Consewarea prin concentrare 179

membrane din generatia a Ill-a: de tip mineral, formate dintr-un suport din carbon gi un oxid (oxid de aluminiu, oxid de zirconiu, oxid de titan) ca membrans propriu zis8, fabricate dups 1980;

membrane din generatia a IV-a: obtinute prin grefarea unui strat organic pe o membran5 minerals.

Membranele de natura organics suporta pH=1,5 - 11, temperatura de s 80°C, presiunea z 60 bar, se pot depozita in apa acidulatg cu acid fosforic la pH = 3 5 . Decolmatarea acestor membrane este dificilg gi cateodatg imposibil3.

Membranele minerale suporta pH intre 0 gi 14, temperatura 5 300°C, presiunea z 100 bar. Ele pot fi pastrate in loc uscat sau sub ap2. Decolmatarea lor este posibila mai ales dacs se lucreaza in contracurent.

DupS modul de fabricatie, membranele pot fi: membrane obtinute prin inversie de fazg cu structurs anizotrops $i

izotropa; membrane peliculare semicristaline $i cristaline (membrane Celgrad); membrane sinterizate; membrane obtinute prin iradiere (tip Nucleopore); membrane dinamice.

Dupg forms membranele pot fi: plane, tubulare, in spiral& Cele tubulare, dups geometria lor pot fi: tubulare - propriu-zise, membrane capilare, membrane din fibre canal (halowfibre).

Membranele se asambleazs in module plane, tubulare, spirale ce se constituie ca unitati de baza ale unui sistem (fig. 61). De regula filtrarea prin membrane este tangential5 pentru a se evita colmatarea rapid2 a membranelor (fig. 62).

Modulul place poate fi ugor demontat, permitbndu-se schimbarea placilor $i, dupa necesitate, o curifire complet5. La acest tip de modul pierderile de sarcins sunt relativ mari.

180 Principiile conserv3rii produselor alirnenfare Conservarea prin concentrare 181

Pies3 anlb Tub pelforat lelescopic2

Membrana

Curgerea permeatului

Canale de curgere a fluidului de alimentare

" Mernbranj

Folie ------r de prolec!ie

Alimentare

t' Concentrat

I

Modulul in spirals se colmateaza mai ugor, iar curgerea lichidului nu poate fi realizata la o vitez3 mare.

In cazul modulelor tubulare nu este necesara prefiltrarea lichidului. Modulele sunt ugor de curatat dar au un pret de revenire ridicat/m2 instalat.

Concentrat (retenat) 1

I I

I lntrare lichid

de lratal

Fig. 61. Module de filtrare: a- rnodul cu placi; I - alirnentare; 2- concentrat; 3- permeat; 4 - port-rnernbrana; 5- plad intermediara; b- modul tip spirals; c- rnodul tubular;

d- rnodul cu tuburi de diametw rniccu curgerea lichidului de tratat in interior: I - intrare lichid de tratat; 2- ie~ire perrneat; 3- ie~ire concentrat (retenat); 4- rasing de etangare;

5- tub cu diametru rnic; 6- carcasl; e- modul din tuburi cu diametw rnic cu curgere lichid la exteriorul tuburilor.

1 0 0

I 0 0 0

1 0

l o o 0 o

1

I .

1

lvlaterial supori I -Permeat

I-- canu: (caioar~ sub presiune

182 Principiile conserv3rii produselor alimentare

Produs

Filtrat

Produ!

Filtrat

Fig. 62. Cornparatie intre filtrarea clasici qi filtrarea tangenjiali, cu referire la colmatarea elementului de filtrare: a - filtrare clasid (flux perpendicular); b- filtrare tangential%

Separat microfiltrarea + ultrafiltrarea pi separat osmoza invers3 au utiliz5rile mentionate in tabelul 35.

Tabelul35 Aplicatii industriale ale microfiltririi, ultrafiltrHrii gi osrnozei inverse

Consewarea prin concentrare 183

Micro gi ultrafiltrare concentrarea produselor lactate;

separarea coagulului de brdnzi cu recuperarea proteinelor serice;

sterilizarea gi clarificarea bauturilor: bere. vin, sucuri de fructe;

concentrarea siropurilor, a proteinelor (de soia, albuq de oui, sdnge animal);

eliminarea bacteriilor la rece; frac?ionarea sdngelui de la animale

abatorizate; perevapora!ia aplicati in distilerii in vederea

deshidratirii alcoolului.

in toate cazurile, concentratele obfinute prin tehnici, de membran3, trebuie s3 fie pasteurizatelsterilizate pi ambalate aseptic sau ambalate gi apoi pasteurizate/sterilizate.

Dac5 in prealabil s-a executat microfiltrarea, concentratele obtinute prin ultrafiltrare gi osmoza invers2 pot fi direct ambalate aseptic gi depozitate la rece.

Osmoza inversa concentrarea sucurilor de fructe $i

extractelor de cafea, ceai; recuperarea lactozei $i acidului lactic din

zer; recuperarea zaharurilor;

desalinizarea apei de mare;

reducerea duritaiii apei pentru cazanele de abur;

producerea de biomass in reactoare cu membrani in combina?ie cu fermentatia qi ultrafiltrarea.

1 . Banu, C.; Vizireanu Camelia. Procesarea industrial3 a laptelui. Editura TehnicB, Bucuregti, 1998.

2. Banu, C. (coord). Manualul inginerului de industfie alimentars, vol. 11. Editura Tehnics, Bucuregti, 2002.

3. Hai, Y.H. (editor). Dairy science and technology, vol. 1, 2, 3. WCH Publisher Comp. New-York, 1993.

4. Luquet, F.M. Laits et produits laitiers, vol. 11. Technique et Documentation, Lavoisier, APRIA, Paris, 1985.

5. *** Degrbmont (Bioreactor cu membrans Degrbmont). Ind. Alim. et Agr. 9, 1994, p. 620.

Conservarea prin uscare 185

CONSERVAREA PRlN USCARE

17.1. CONSlDERATll GENERALE

Conservarea prin uscare are la baza principiul biologic al anabiozei (fizioanabiozei), iar procesul de conservare este cel al xeroanabiozei, respectiv prin eliminarea paciala a apei (deshidratarea) sau.aproape totala a apei (uscarea), ceea ce inseamna scaderea activitatii apei (a,) pan2 la nivelul la care se inhibs dezvoltarea microorganismelor gi stoparea reactiilor enzimatice ale acestora (a,< 0,8). Daca activitatea apei ajunge la 0,3, produsele alimentare se pot conserva (la adspost de aer) chiar la temperctura ambianta.

Din punct de vedere economic, degi procesul de uscare in sine este costisitor, totugi prin reducerea considerabila a masei produsului initial gi deci a volumului acestuia, se fac economii insemnate la conditionarea (ambalarea), depozitarea gi transporiul produselor uscate (de exemplu din 10 tone lapte ca atare se obfine numai o tons lapte praf).

Deshidratarealuscarea conduce la: modificarea aspectului produsului: volum, forma, starea suprafetei, aparitia

de crust% culoarea; modificarea proprietatilor texturale: cregte duritatea, apare crocanta mai

ales la produsele bogate i n amidon, are loc contractarea celulelor; modificarea unor caracteristici fizico-chimice: capacitatea de umezire,

hidratare, dispersabilitatea, solubilitatea, etc.; modificarea arornei prin pierderea componentelor de aroma volatile; modificarea valorii nutritive prin pierderea unor vitamine termosensibile, in

principal vitamina C.

17.2. PRlNClPllLE FUNDAMENTALE ALE USCARII

Deshidratarealuscarea este o operatie complex3 ce implica transfer de dldur2 gi de mas% Csldura poate fi fumizats produsului care se deshidrateazal usuc3 prin:

convectie, de la agentul de uscare la produs (uscatoare directe);

conductie de la o suprafata inc3lzita la produs (usc2toare cu contact direct respectiv uscstoare cu valturi incalzite la interior sau uscatoare cu contact indirect);

radiatie, de la o sursa exterioari (cazul incalzirii cu radiatii infrarogii); in dielectric care este o incalzire de volum (incslzirea cu microunde sau

curenti de inalta frecvenp). Peste 85 % din uscatoarele industriale sunt de tip convectiv, agentul putator

de cSildur3 fiind aerul cald uscat, caldura transmitindu-se in produs prin conductie. Apa continuts de produs trebuie sa ajunga la suprafata acestuia pentru a fi

antrenata de aerul cald gi uscat. Transportul umiditatii in interiorul unui aliment solid poate avea loc prin unul

sau mai multe din mecanismele de transfer de mass: difuzia apei, dac2 produsul umed este la o temperatura sub punctul de

fierbere a lichidului; difuzia vaporilor de ap5 daca aceasta se vaporizeazs i n interiorul

produsului; difuzia Knudsen, dac3 uscarea are loc la temperaturi gi presiuni scazute

aga cum este cazul fazei de sublimare a ghetii in faza de desicare primara a liofilizarii;

difuzie la suprafat3 (posibil2 degi nedovedita); diferenta de presiune hidrostatic2, cand viteza de vaporizare intern3

depagegte viteza de transport a vaporilor prin materialul solid la mediul exterior; combinatii ale mecanismelor de mai sus.

De mentionat faptul cB dac3 structura fizica a produsului care se deshidrateaz2lusuca este supusa schimbarii in timpul operatiei, mecanismele de transfer de mas2 se pot schimba $i ele pe mssura trecerii timpului de uscare.

Daca se ia in considerare un produs alimentar solid, umed, care se deshidrateaz5lusuca in conditii fixe de uscare, i n cele mai multe cazuri, dupa o anumita perioads initial2 de adaptare, continutul de umiditate raportat la substan!a uscat3 (X), scade liniar cu timpul (t) dupa inceperea evaporarii apei. AceastS perioada este apoi urmats de o scadere neliniara a lui X odat2 cu timpul (t) gi, dupa un timp cind produsul atinge umiditatea sa de echilibru, (X*), uscarea inceteazs.

in termeni de continut de umiditate libera definits ca: Xt =X-X*, viteza uscarii scade la zero cAnd Xi = 0.

Viteza uscarii N i n conditii constante de uscare este data de relatia:

M, .dX N=- M, .dXf sau N = -

A . dt A.dt i n care: N - este viteza de evaporare a apei, kg/m2.h; A - suprafata de evaporare a apei care poate fi diferita de suprafata de

transfer de cZildura, m2; M, - masa solidului uscat. Dac2 A nu este cunoscuta, atunci viteza de uscare este exprimat3 in kg aps

evaporat3lh. 0 curbs tipic5 a vitezei de uscare este cea prezentata in figura 63 din care

se poate obsewa d deshidratarealuscarea are loc in prima perioada cu o vitez3

186 Principiile conservsrii produselor alimentare

constants (N = N,). Perioada cu viteza constants este guvernata in intregime de viteza de transfer de csldura gi viteza de transfer de mass, at%ta timp cat la suprafata produsului exists un film de apa liber disponibilg pentru evaporare.

Urniditatea critics in cazul produselor higroscopice

X Umiditatea medie liberg a Xt produsului @,I kj su) x,=x-x'

Fig. 63. Curba tipid a vitezei de uscare (N): 1 - perioada de inc3lzire a produsului p l n i la temperatura termometrului umed a aerului de uscare; 2- perioada de uscare cu vitezs constants dependent3 de temperatura,

viteza -+i umiditatea agentului de uscare precum $i de configuratia geometric3 a produsului, inclusiv structura acestuia (temperatura r3mlne constant3 in

cazul produselor izentalpice); 3 - perioada de uscare cu vitez3 descresc3toare care incepe din momentul in care produsul atinge umiditatea critics, viteza de uscare devenind null d n d in produs se atinge umiditatea

de echilibru.

Perioada cu viteza constants de deshidratareluscare este aproape independents de natura produsului supus uscsrii (de remarcat ca multe produse alimentare nu prezinta perioada cu viteza constants, deoarece viteza de incalzire interns a produsului ~i viteza de transfer de mass determina viteza la care apa devine disponibil3 la suprafata de evaporare expuss).

Atunci c%nd umiditatea din produs ajunge la aga numita umiditate critics (X,), viteza de uscare incepe s2 scada o data cu scaderea lui X, deoarece umiditatea nu rnai migreaza la suprafafa produsului la viteza N, datorita limitsrii de transport intern al umiditstii. Aceasta perioada in care viteza de uscare scade este dependents atit de natura produsului a t $i de conditiile de uscare. Umiditatea critics (&) pentru numeroase produse alimentare este situats in lirnitele 0,4 - 0,8 Kg ap3lKg substant2 uscats.

Daca avem in vedere curba de sorbtieldesorb!ie, deshidratarealuscarea corespunde curbei de desorbtie (figura 61).

I Conservarea prin uscare i

187

I Desorbtie

0 2 b 40 60 80 100 Urniditate relativg (%)

Fig. 64. Curba de sorbtie - desorbtie: A - regiunea in care apa este puternic legat3; 5- regiunea in care apa este mai pulin puternic legat3; C- regiunea in care apa este

slab retinut3 in capilare.

17.3. TEHNlCl UZUALE DE USCARE

Tehnicile de uscare uzuale sunt cele prin convectie la presiunea atmosferics, prin conducfie gi sub depresiune.

17.3.1. Uscarea prin convec!ie la presiune atmosferics

Uscare prin convectie la presiune atmosferica poate fi: Uscarea clasica in camere, uscatoare cu zone, uscatoare cu benzi,

uscatoare tunele. Produsele care se obtin prin uscare in uscatoare camerg, uscatoare cu

zone, uscatoare cu benzi, uscatoare tunele sunt: - paste, taietei, crochete; - cereale simple sau cu lactate; - cartofi, mere, prune, ciuperci, ceapa, usturoi; - carne gi pegte, pasare.

Uscarea in strat vibrator (vibrating bed dryer) care este o variants a uscsrii prin fluidizare. Se aplic3 pentru produsele in bucsti sau in granule agezate pe t3vi perforate cu migcare oscilanta cstre capstul de descarcare. Vibrarea trebuie s5 se situeze in domeniul 5 - 25Hz.

Uscarea i n strat fluidizat folosita la uscarea mazsrei, morcovilor feliati, cepei feliate, cartofilor granule, cuburilor de carne, cerealelor, fsinii, sarii $i zahsrului.

Uscarea in strat de spurns, in care caz materialul lichid este adus in stare de piure prin concentrare prealabils sub vid, amestecat cu diferite ingrediente gi iransformat in spuma prin injectare de gaz inert sub presiune, spuma fiind uscats in continuare cu aer cald pe o bands.

188 Principiile conserv3rii produselor alimentare

Variantele uscarii in strat de spurn2 sunt: uscarea in film subtire de spurn3 (microflake proces); uscarea in strat strspuns de spuma (foam-mat-drying).

Uscarea in strat de spuma se aplics pentru sucurile gi piureurile de fructe gi legume (Irimai, portocale, grapefruit, banane, ananas, cappuni, caise, mere, pere, prune, struguri, mazare, fasole, tomate, cartofi), infuzia de cafea, de ceai, extractele de came (porc, vita, pui), continut de ous, branzeturi proaspete.

Uscarea prin dispersie (dispersing trocknung), care se executa la temperatura ambiants intr-o incinta de deshidratare cu ajutorul unui curent de gaz uscat (N2). Produsul se apaza pe o membrana cu pori de 10 - 100 1.1 susfinut2 pe un suport de plasa metalics sau textils, iar curentul de gaz se trimite de jos in sus cu v = 0,2 - 3 mls. Aceasta tehnica se aplica la uscarea solutiilor, suspensiilor, emulsiilor, piureurilor, pastelor, cu exceptia produselor solide cu textura celulara in bucati sau particule cu dimensiuni mari.

Uscarea prin pulverizare. Este tehnica cea mai utilizats pentru uscarea produselor lichide, in prealabil concentrate din considerente economice. Schita de principiu a unei instalatii de uscare prin pulverizare este aratata in figura 65 a, b.

Avantajele uscarii produselor alimentare lichide prin pulverizare sunt urmatoarele:

- uscarea se poate aplica tuturor tipurilor de lichide, indiferent de gradul de sensibilitate al componentelor;

- uscarea este relativ economic2 in conditiile in care se face o prealabils concentrare pan2 la 40 - 50 % substanta uscats;

- temperatura produsului poate fi controlata gi de regul3 este scazuta, prin controlul temperaturii aerului cald la intrare pi i e~ i re din turnul de uscare;

- pulverizarea realizeaza o suprafat2 mare de evaporare care conduce la un contact intim intre agentul de uscare (de regula aerul cald) pi produs pi, in consecint2, uscarea picaturilor are loc intr-un timp scurt; in faza finals a uscsrii, temperatura particulelor solide este aproximativ aceeapi cu a masei de aer umed care iese din turn, aga c2 se va evita supraincalzirea si, deci, nu se modific2 prea mult caracteristicile initiale ale produsului;

- produsul realizat este sub form8 de pulbere aproape omogen8, nu necesita m2cinare; in plus se poate face gi instaniizarea produsului ceea ce conduce la imbunatatirea proprietatilor de umectare, dispersabilitate, solubilitate;

- instalatiile pot fi complet automatizate. Uscarea prin pulverizare prezinta gi dezavantaje, mai ales din punct de

vedere economic, deoarece: - randamentul termic al uscsrii este numai 58 %, pierderile reprzentand 42 %; - se utilizeazs o cantitate mare de aer: 28 t aer caldlton2 ap8 evaporata; - consumul de caldurg pentru incalzirea aerului necesar uscarii este de

asemenea ridicat, in funcfie de fluidul utilizat la caloriferul de aer (gaze de ardere, vapori de spa).

Pentru a micgora cantitatea de aer gi pierderile termice la uscarea prin pulverizare se recornand2 urmatoarele:

- mentinerea unui temperaturi ridicate a aerului la intrare in turnul de uscare $i a unei temperaturi mai scazute a acestuia la iegire din turn;

- folosirea aerului care iese din turn pentru indlzirea celui care intr2 in turn; - folosirea de aer proaspat din partea superioars a incintei unde se afla

turnul de uscare, deoarece este mai cald; - turnul de uscare trebuie s2 fie c8t mai bine izolat; - instalatia de uscare trebuie s2 fie prevgzuta cu recuperator de cPldur2 ~i de

produs pulbere;

conservarea prin uscare 189

- uscarea in dou2 etaje: preuscare pan2 la 6 - 8 % umiditate i n turnul de uscare urrnat2 de uscarea final2 pan5 la 4 - 5 % intr-un vibrofluidizator (randamentul termic cregte la 72 %, iar consumul de energie este de 950 - 1130 kWhlton2 aps evaporata);

- uscarea i n trei etaje: prirnul etaj este un tub de aeraj unde produsul se .- . pulverizeazs; al doilea etaj il reprezint2 uscatorul turn in care este integrat $i un vibrofluidizator; al treilea etaj este reprezentat de un vibrofluidizator extern (consumul energetic este i n acest caz de 900 - 1000 kWhlton2 a p i evaporat2).

Fig. 65. Instalaiie de uscare prin atornizare: a - tipuri de atornizoare rotative: 1 - cu canale circulare in sectiune; 2 - cu canale rectangulare in seqiune; 3 - cu canale ovale in

sec!iune; b- instalava Anhidro II pentru uscarea prin pulverizare a laptelui: 1 - vas de primire lapte concentrat; 2- pomp5 care alirnenteazs atornizorul; 3- filtru de aer;

4 -ventilator; 5- baterie de indlzire aer; 6- burlan de evacuare surplus aer; 7- conducts de aer cald care se aduce la turnul de uscare; 8- usdtorul - turn; 9- atomizor rotativ; 10- conducts de evacuare aer - lapte praf; 11 - sistern de actionare palets de rszuire a

laptelui de la partea inferioa~ a turnuluide uscare; 12- pofliunea vertical5 a conductei de transport aer - lapte praf; 13- baterie de cicloane; 14 - ecluze; 15- filtru pentru aerul de

transport pneumatic al laptelui praf separat in bateria de cicloane; 16- conducts de transport lapte praf la ciclonul final; 17- ciclon final; 18- buncsr cu Snec pentru prirnire

lapte praf; 19- ecluz5 rotativ8; 20- conducta magistral3 de evacuare aer separat la cicloane; 21 -ventilator; 22- burlan de evacuare aer in atrnosfers.

190 Principiile consewSrii produselor alimentare

Variantele uscarii prin pulverizare sunt urmatoarele: - uscare prin pulverizare de spuma (foam spray drying) in care caz pe

conducta de alimentare cu lichid se injecteaza N2 sau C02; - uscarea la temperatura joas5 (procedeul Birs) ce necesit2 turnuri de

uscare de 65 - 75 m in2lfime gi diametrul de 15 m. Temperatura aerului de uscare este de 35°C iar umiditatea relativs de 3 - 5%.

Pentru unele produse alimentare, in special lapte praf, se practica instantizarea prin aglomerare, pentru a imbunZt5ti viteza de reconstituire far2 modificari in ceea ce prive~te solubilitatea laptelui praf respectiv.

Avantajele laptelui praf instant realizat prin aglomerare sunt: - imbunSti%!irea proprietatii de curgere, deoarece particulele aglomerate au o

distribufie mai uniform2 a dimensiunilor particulelor in comparafie cu laptele praf neinstantizat (figura 66);

Fig. 66. Distributia rnirirnii particulelor de lapte praf: a - distribu!ia rnsrirnii particulelor intr-un lapte praf neinstantizat; b - distribqia rnirirnii particulelor

intr-un lapte praf instantizat.

! Consewarea prin uscare 191 i i - se inlatura prifuirea datorita particulelor fine (acestea nu mai exists pnctic

in laptele instant); - densitatea este mai mica Ti mai uniforma de la lot la lot, avand in vedere

distributia dimensiunilor particulelor gi porozitatea lor; - reconstituirea este mai bun2, deoarece particulele aglomerate au

i imbunatafite urmatoarele proprietsti: adsorbfia de ap8 la suprafafa (capacitatea de umezire); penetrarea apei prin stratul de suprafat2 (capacitatea de penetrabilitate); impragtierea in ap2 dupa ce particulele aglomerate au fost umezite (nu se formeazs cocoloage); dispersia in ap2 far2 a se forma cocoloa~e (capacitatea de dispersabilitate); dizolvarea rapids (viteza de dizolvare).

La instantizare prin aglomerare se formeaza in primul rand legsturi intre particule gi lichidul utilizat pentru umezirelreumezire, legaturi care sunt puternic dependente de gradul de umezire, caracteristicile de absorbfie ale pulberii ce se instantizeaza pi vascozitatea lichidului folosit pentru umezire/reumezire.

La instantizarea prin aglomerare, in prima etapa are loc o coalescent2 a particulelor umezitelreumezite, coalescent2 asigurata de legaturile interparticule ce sunt realizate prin intermediul apei (legsturi de hidrogen, legaturi van der Waals, in special interactiuni Kessom). in etapa urmatoare care este o etapa de tranzifie la faza de cregtere pi cre7tere final5 pan8 la stadiul de aglomerat, coalescenta are loc intre particulele mari din pulberea inifial2 ~i cele mici (fine) recirculate sau existente in pulberea initials. Atunci cand aceste aglomerate sunt uscate gi racite i n vibrofluidizator, apa de umezirelreumezire se inl2tura gi in acest caz legaturile dintre particule sunt in cea mai mare parte legaturi electrostatice, forte moleculare de atractie caracteristice starii amorfe (stare sticloas2) gi in rnai mica m3sur2 legaturi prin intermediul apei (figura 67).

I Deshidratare - plasticizare

interparticule Formarea stirii de sticl6

Legaturi ale stirii de stick5 qi legaturi lichide

Fig. 67. Scherni care arati aglornerarea particulelor de lapte la instantizare.

192 Principiile conservfirii produselor alimentare

lnstatizarea se face prin doua procedee de baza: prin reurnezire, in care caz instantizarea se face dupa ce s-a obfinut

laptele praf (figura 68).

I Aglomerare in pat fluidizat

Lapte praf j A A

Uscare in pat fluidizat Ciclonare t,,, = 90 - 1 20°C; 2 - 4 % urniditate t t

Ap3 sau vapori ap5 sau lapte degresat 10 %

Reurnezire la suprafata particulelor

5 - 10 % urniditate

neaglomerate

I

I

\

+ Cernere

{-, Particule fine 2 Ambalaje

Ambalare I

Fig. 68. Schema tehnologid de instantizare a laptelui prin procedeul de reumezire.

prin recirculare, in care caz instantizarea se realizeazs in timpul uscsrii laptelui concentrat (figura 69).

Produsele care se &\in prin pulverizare sunt cele ,,pompabilen (lichide, ernulsii, suspensii) gi anurne:

lapte praf degresat gi normalizat, simplu sau cu adaosuri: zahzr, cereale, cacao, malt (figura 70);

zer praf cu gi far3 precristalizarea lactozei; concentrate proteice obtinute prin ultrafiltrare; cazeing, cazeinafi (figura 71) $i coprecipitati; inalbitori de cafea ~i produse lactate simulate; creme sub form5 de praf gi specialitati dietetice sub form5 de praf;

Conservarea prin uscare 193

Lapte concentrat Cr' + Uscare cu aglornerare -4

Uscare in pat fluidizat I I

90 - 12OC; 2 - 4 % umiditate Separare prin ciclonare

Aer umed cu particule fine

J

4 Cernere - Particule fine

Arnbalaje -4 Ambalare

Fig. 69. Schema tehnologica de instantizare a laptelui prin procedeul de recirculare a particulelor fine in usc8tor.

sernifabricate sub forms de praf pentru inghetate pi deserturi; extracte de ceai $i cafea; b5uturi cu ciocolata gi maltificate; pudre de tomate, legume $i fructe; hidrolizate proteice praf de origine vegetal2 ~i animals; produse pe baza de oua: melanj pulbere, albug gi galbenu? (separat) pulbere; . ..

sucuri de legume ~i fructe; omogenate fine de fructe cu adaos de aditivi pentru favorizarea curgerii; carne gi pegte sub form8 de piureuri (se utilizeaza instalatia de uscare cu

atritie) -- lactoza care se obtine conform schemei tehnologice prezentate in figura 72

se poate usca: intr-un usc5tor - fluidizator la ternperatura aerului de peste 150°C (ternperatura produsului de circa 70°C), asigurAndu-se ~i sterilizarea lactozei. Conditiile de uscare (in special) afecteazs forma gi caracteristicile produsului finit. Dac3 concentratul de lactoza se usuc3 prin pulverizare, se obtine o pulbere de lactoza amorfa; dace uscarea se face prin procedeul .flashv, produsul finit este un arnestec de a-lactoza qi lactoza amorfa, continutul de a-lactoza fiind in functie de

- - durata ~i gradul de cristalizare. Uscarea lactozei poate fi realizata si cu ajutorul radiatiilor infrarogii (uscarea prin radiatie).

196 Principiile consewsrii produselor alimentare

Lpate degresat v L

Fermentatie lactics, pH=4,6 sau acidulare

cu HCI, H2S04

Scurgere, spalare, presare, marun!ire,

uscare

4 Coagulare cu cheag

Scurgere, spalare, presare, maruntire,

uscare

Solubilizare in NaOH, KOH, Ca(OH)2

pH 6-7

I + Uscare prin pulverizare

Cazeinat 23 Fig. 71. Schema tehnologid de obtinere a cazeinei $i cazeina1ilor.

indepartare proteine prin ultrafiltrare sau

indzire $i centrifugare cu abur direct la pH 6,2

Adaos nuclee de - - lactoza cristalizare Concentrare zer

la 60 ... 70 % s.u. 4

Cristalizarea lactozei tl = 30°C

t2 = 1 5-20°C/30 h

C Separarea lactozei cristalizate

prin centrifugare (600 x g)

A P ~ Melas2 (38-48% s.u. din care 30% lactoz5)

Consewarea prin uscare 197

f A doua separare a lactozei

cristalizate (1 200 x g)

* Dizolvarea lactozei

la 105OC pAn8 la 30 % S.U.

Filtrare

.( ) Lactozg arnorfs 1 Se~arare cristale

Adaos nuclee -b de cristalizare

1-b Efluent

Uscare produs (1, = 70°C) in pat fluidizat pan2 la 0,11-0,5 % umiditate

b Ap3

Depozitare lactoza aglomerate

v C Cristalizarea lactozei Uscare prin pulverizare

rafinate L

Fig. 72. Schema tehnologid de obtinere a lactozei rafinate.

5 $ 2 a, 2 m 4 w 3 =jB -,F N.

a, 0 z m C . Z . s 3 c w 0 - . A (D 3 U'Z 0 2. a, m - m g Z 0-0 ru , 0 0, E, X. g b 3 2 o 2 6 Z - a -c =: 0 3 -- w E.

(D

w 7-2 m

%.Pa, a, 27% #< -

a,' m 3

200 Principiile consewsrii produselor alimentare

Tabelul36 Durata de pastrare a produselor alimentare in funcfie de activitatea apei

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Uib RH

I

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0,6 0 0.8 0.9 1.0

Acbvitatea apei (&)

Continut de urniditate

Yo

2 - 8

6 - 30

25 - 40

Fig. 74. Corelatia dintre activitatea apei $i reactiile deteriorative (viteza relativl de degradare): 1 - izoterma de stabilitate; 2- reaclii de imbrunare; 3- reactii de

oxidare inclusiv degradare antociani;-4 - izoterrna de sorbtie a umidititii; 5- activitate enzime; 6- autooxidare grasimi; 7- proliferare microorganisme; 8 - acizi graqi liberi care

pot suferi oxidare aldehidid sau alte tipuri de oxid3ri.

Consewarea prin uscare 201

Oxidarea lipidelor este minima la o activitate a apei intermediara pi crepte la - a, mare pi a, mics prin mecanisme diferite. Oxidarea conduce la mirosuri ~i gust nedorite pi la pierderi de vitamine liposolubile. Vitaminele hidrosolubile din sistemele alimentare se degradeazs o data cu crepterea activitstii apei. Stabilitatea enzimelor pi proteinelor este influentat2 de activitatea apei datorit2 naturii lor ---.

Activitatea apei (aw)

0,l - 0,3

0,5 - 0,7

08

fragile. Reactiile enzimatice sunt incetinite la activit2ti ale apei < 0,8, ins2 anumite

Durata de pastrare

> 1 an

2 - 4 luni

1 - 2 luni

Tipul de arnbalaj

lmpermeabil la vapori de ap3 $i oxigen

Protectie minim3 $i chiar f3r3 protec$e

Ambalaj impermeabil la vapori de ap3;

adaos de conservant

reactii enzimatice pot avea loc pi la a, mai sc2zute. Stabilitatea microbiologic2 este determinata de nivelul activit2!ii apei. La h -.

a, > 0,7 incep s2 se dezvolte microorganismele incepand cu mucegaiurile,

Exernple

Vegetale uscate, lapte praf, cafea,

ceai, sucuri, drnuri uscate Pe$te uscat,

cereale, f3inuri, arahide, salamuri

crude Fructe partial deshidratate

drojdiile $i bacteriile. in domeniul a, = 0,4 - 0,7 pot avea loc transformari structurale, i n principal

pierderea crocantei unor produse cum ar fi biscuitii, cartofii chips, floricelele de -

porumb. in cazul pulberilor, prin crepterea activitafii apei se produce aglomerarea acestora. Aglomerarea este afectat2 pi de m2rimea particulelor, higroscopicitatea lor, starea materialului, prezenfa impuritatilor, temperatura de pastrare, umiditatea - relativa pi stresul mecanic aplicat produsului.

i n cazul laptelui praf, higroscopicitatea acestuia, care conduce la compactizarea particulelor intr-un bloc tare, este determinata $i de starea amorfa solid2 a lactozei. Prin absorbtie de ap2 pi sub influenta c2ldurii, au loc o - - plasticizare a produsului, lactoza trec&nd intr-o stare amorfa lichid2, stare care i n timp, trece in stare solid2 cristalina, mai putin higroscopic2 (figura 75).

Paltea solidi

Apa + subst. dizolvate

Produs ca atare

Produs 'cauciucos" amorf lichid

Fig. 75. Schema care arata transformarile de stare ale lactozei la fabricarea I depozitarea -

laptelui praf $i la reconstituirea laptelui din lapte praf.

202 Principiile consewSrii produselor alimentare

Aglomerarea (transformarea in bulgari sau in solid aglomerat) particulelor produselor sub form2 de pulbere prin absorbtie de umiditate este impiedicata dac8:

uscarea s-a realizat pan2 la un coniinut de umiditate scazut (< 5 %); ambalarea s-a realizat in arnbalaje imperrneabile la vaporii de apa; depozitarea se face la temperaturi scazute; se utilizeazs in ambalaj substanfe care absorb umiditatea; se utilizeaza agenti antiaglomerare (dioxid de silicon, silicati, stearafi,

fosfati, polizaharide). Depsgirea unei anumite marimi a activitatii apei critice conduce la

transformarea starii amorfe in cea cristalin5 in sistemele alimentare simple cu continut de zahar pi incepe mobilizarea constituen{ilor solubili ai alimentului.

17.5. CONDlTll IMPUSE PRODUSELOR USCATE iN ROMANIA

in Romgnia, conform legislatiei in vigoare (ordinul MSF 97811998) se impun urmatoarele caracteristici pentru produsele deshidratate - uscate.

Laptele praf trebuie s2 aiba maximum 5 % urniditate pi maximum 2 1 ' ~ aciditate la produsul reconstituit. Este interzis pentru consum laptele cu gust sau miros strain, cu aglornerari stabile, cu particule strsine, neomogen pi cu particule arse.

Concentratele alimentare din carne uscat% care prezinta miros modificat de r2nced sau de mucegai nu se admit pentru consumul urnan. Continutul de creatinina trebuie s3 fie de minim 14 mgll (produs reconstituit) gi reactia Kreiss negativa.

Praful de oua integral trebuie sa aiba culoare galbena, omogen5 in toata masa gi s2 nu prezinte aglomerari stabile. Este interzis pentru consum uman praful de oua cu adaos de conservanti, coloranti sau alte substante strsine.

Legumele gi fructele deshidratate trebuie sa aiba maximum 12 % umiditate pentru legume pi 25 % pentru fructe. Legumele gi fructele deshidratate puse in

- consum ca atare sau sub form3 de fulgi, fainuri, supe, nu trebuie s5 prezinte miros sau gust strain, Pete negre, semne de mucegai, semne cu infestare de larve sau cu forme adulte vii de insecte pi nici conservanfi peste limitele, prevazute de normele igienico-sanitare.

- - Produse deshidratate cu sau far3 carne, supe, ciorbe, sosuri, baze de mancaruri, produse pentru asezonare, trebuie sB prezinte proprietatile senzoriale nernodificate fat2 de specificatiile de produs, s2 nu prezinte sernne de infestare cu paraziti (in orice stadiu de dezvoltare) gi sa aiba umiditatea de maxim 12 %. Nu - este permis2 folosirea conservantilor de sintezs la obtinerea acestor produse.

Produselor alimentare cum sunt cafeaua, cacao, ceai (inclusiv cel din plante medicinale), arahide, alune, migdale, curmale, stafide, smochine, care sunt produse uscate sau deshidratate, li se impun urmatoarele cerinte: s2 prezinte caracteristici senzoriale (aspect, consistent5, gust, miros, culoare) specifice produsului respectiv pi rnodului de prezentare; s5 nu prezinte semne de contact cu rozatoarele, Pete de mucegai pe boabele de cafea, cacao, arahide, alune, nuci, curmale, smochine (pentru boabe de cafea gi cacao se admite un grad de infestare cu insecte de maxim 0,5 %); la cafea, cacao, arahide, alune - reactia Kreiss trebuie

Conservarea prin uscare 203

sa fie negativa, iar pentru cafeaua prSjit8 umiditatea trebuie sB fie de maximum 4,5 %; cafeaua solubila nu trebuie sa prezinte aglomerari, iar umiditatea maxim3 de 5 %; pudra de cacao trebuie s5 aiba c 7,5 % umiditate, celuloz2 brut3 I 10 % fats de S.U.

Condimentele uscate (boia de ardei, foi de dafin, cimbru, chimion, cuigoare, scocipoars, ienibahar, piper, nucpoara, vanilie, busuioc, curcuma, ghimbir, capere, anason) trebuie s2-pi mentins proprietatile senzoriale pe parcursul termenului de valabilitate.

Condirnentele simple sau combinate nu trebuie s2 contin2 substante straine sau parti de plante necomestibile. Condimentele sunt falsificate dac3 au adsugate amidon, fainuri, tarafe, rumegug de lemn, turte oleaginoase, oxizi de plumb, coloranti sau aromatizanti. Amestecurile de condimente cu aditivi alimentari trebuie s2 contin5 numai aditivi autorizati gi specificati in normele igienico-sanitare.

Sarea iodata (ca produs uscat) trebuie s3 aiba un continut de iod stabilit prin reglementari guvernamentale.

Pastele fainoase care sunt umede, mucegsite, acrite, rancede, infestate cu insecte sau atacate de rozatoare nu se admit pentru consum uman.

Cerealele atinse de boli parazitare gi criptogarnice, incinse, fermentate, tratate cu substante chimice in vederea insamantarii gi cele care confin reziduuri de substante utilizate la combaterea daun5torilor peste limitele admise sunt inapte consumului uman (la semintele de gr2u se admit I 1% seminte infectate cu Fusarium, iar la boabele de orez I0,1% insecte moarte).

Fainurile alimentare nu trebuie s5 contin5 agchii de fier, pulbere de fier peste 3 mglkg pi alte corpuri straine; nu trebuie s3 aibg insecte sau acarieni i n nici un stadiu de dezvoltare; concentratele gi izolatele din soia trebuie s3 aib3 o activitate ureazic5 5 0,5 mg Nlg min la 30°C; se pot admite pentru panificare f5inurile tratate cu substante oxidante pentru albire, numai cu avizul MSF .

Fulgii de legume sau cereale gi cerealele expandate nu trebuie s5 prezinte urme de infestare cu parazifi, in orice stadiu de dezvoltare, vii sau moci.

Prafurile de copt care contin s5ruri de amoniu (exceptie face carbonatul de amoniu), saruri de aluminiu, sulfati gi bisulfati, acid oxalic, acid salicilic, substanfe inerte sau metale grele toxice nu sunt admise pentru consum.

Prafurile pentru budinci sau cremo-amestecuri de fsinuri din cereale pi arnidon, cu cantitali variabile de cacao, zahsr, substanfe de ingrogare, coloranti, aromatizanti, etc - nu trebuie s3 prezinte semne de infestare cu parazifi, semne de fermentare, mucegaire, r2ncezire, impurificare cu corpuri sirsine.

Zaharul umed, cu gust pi miros strain, cu impuritati, nu se admite pentru consum uman, iar glucoza solid5 nu trebuie s5 fie mucegait5, cu gust sau miros strain, impurificata cu amidon sau cu alte substante straine neadmise, in caz contrar se exclude de la consurn uman.

Produsele zaharoase (considerate ca produse deshidratate) care sunt rancede, mucegsite, fermentate, lipicioase, cu gust pi miros neplacut gi cu impuritsti se exclud de la consum; bomboanele pi drajeurile nu trebuie sa aiba in umplutur2 mai mult de 2 mglkg acid cianhidric (se admite folosirea talcului farmaceutic pentru evitarea lipirii masei zaharoase in timpul fabricatiei i n cantitate de 0,25 % din greutatea produsului finit).

Produsele pentru inghetata (amestec de aromatizanti, lapte praf, zahar, acid citric etc) trebuie s5 aiba reactia Kreiss negativa gi s3 indeplineasca conditiile ca pi la budinci

204 Principiile conservZrii produselor alimentare

1. Banu, C. (coord). Manualul inginerului de industrie alimentar3. Editura Tehnicg, Bucurepti, 2002.

2. Banu, C.; Vizireanu, C. Procesarea industrial3 a laptelui. Editura Tehnic5, Bucurepti, 1988.

3. Geankoplis, C.J. Transport processes and unit operation. Yd Edition. Prentice Hall, Englewood Cliff, 1993.

4. Luquet, F.M. Lait et produits laitiers, vol. 2. Technique et Documentation, Lavoisier, ADRIA, Paris, 1985.

5. Mujurnadar, A.S. (editor). Handbook of industrial drying. 2"d Edition. Marcel Dekker, New-York, 1995.

6. Mujurnadar, A.S. Drying fundamentals. In: Industrial Drying of foods. C.G.J. Baker (editor). Blackie Academic and Professional, London, 1997.

7. Reynold, S.M.S. Drying. Comprehensive review's in Food Science and Food Safety, vol. 2. 2003, p. 42.

8. Roos Y .H. Importance of glass transition and water activity to spray drying and stability of dairy powder. 1'' International Symposium on Spray Drying of Milk Products. October 16 - 18,2001, ENSP, Rennes, France.

CONSERVAREA PRlN ~NCALZIRE CU MICROUNDE 91 CURENTI DE ~NALTA

FRECVENTA ---

18.1. CONSlDERATll GENERALE

Microundele, denumite gi unde de frecvents super inalts (SHF) precum pi curentii de inalt3 frecvent3 denumiti pi unde de frecvents radio sunt formate din dous campuri (electric pi magnetic) pi se caracterizeaz3 prin frecventa (Hz), vitezs (300000 Kmls) ~i lungime de unda (h). - -

in practia se utilizeaza microunde cu frecvents 915 f 25MHz pi 2450 + 50 MHz, lungimile de und3 fiind de 32,8 cm pi respectiv 12 cm. Microundele de 915 MHz se folosesc pi in cazul cuptoarelor casnice.

in cazul curentilor de inalt5 frecventg (undele de frecventa radio) se - . utilizeazs in mod obipnuit urmstoarele frecvente: 13,OO MHz pi h = 3000 cm; 27,OO MHz pi h = 1700 cm; 40 MHz $i h = 1200 cm.

incalzirea cu microunde pi curentii de halt5 frecvents se caracterizeazs prin: transferul direct al energiei radiatiilor in produsul alimentar; - incslzirea localizat5 foarte rapid in masa produsului; incslzirea ornogens pi rapid2 (cateva minute) f ir5 incslziri excesive la

suprafata produsului. - - Absorbtia microundelor pi curentilor de inalts frecvents de cstre produsele

alimentare se manifests prin transform2:ia energiei acestora in c3ldur8, in principal prin dous mecanisme: conductie ionic2 gi rotatia dipolului.

Conductia ionic2 se datorepte faptului c3 in orice produs alimentar se - - g3sesc substante cu sarcini electrice libere capabile sa se deplaseze sub influenta campului microundelor pi sa intalneasca in calea lor substante cu sarcins electric3 nula. in functie de numarul pi frecventa pocurilor de "intalnire", energia rnicroundelor pi curentilor de inalt5 frecventg se transforms intr-o multitudine de - - energii cinetice slabe pi dezordonate care, insumate, formeaz5 energia termic.3.

1 286 Principiile conservGrii produselor alimentare ! -. I . metoda RANCIMAT care consta in supunerea grssimii incalzite la

temperatura .relativ ridicata, unui barbotaj cu aer sau oxigen care antreneaza - ~roduqii de oxidare volatili (in special acizii) in apa distilat5 c5reia i se rn3soarS bontin"u conductivitatea electrid.

Se mai pot folosi: spectrofotometria in UV, dozarea acizilor gragi oxidati, dozarea compugilor carbonilici totali, reactia Kreiss.

. . Analizele chimice ~i fizico-chimice se completeazs cu analiza senzoriala.

1. Banu, C. $.a. Tratat de chimia alimentelor. Editura AGIR, Bucure~ti, 2002. 2. Banu, -C. $.a. Aditivi y ingredienie pent^ industria alimentar5. Editura Tehnic2. - Bucure~ti, 2000. 3. Banu, C. $.a. Principii de drept alimentar. Editura AGIR, Bucuregti, 2003. 4. Bouraeois, C.F. Des antioxygenes pour prevenir le rancissement des aliments.

lni. ~ l i m . et Agr., 9, 1994, p. 549. - - 5. Couchoud, P. Les additifs substances indispensables a la maitrise de I'aliment. Ind. Alim. et Agr., 9, 1994, p. 523.

6. Guilhem. F.S. Les additifs et leur reglementation. Ind. Alirn. et Agr., 9, 1994, p. 529.

-.. 7. Le Bot Y. Les polyols. lnd. ~ l i m . Agr., 9, 1994, p. 599. 8. Moulton, J.L. Additifs et auxiliaires de fabrication dans les industries

aaroalimentaires. Techique et Documentation, Lavoisier: APRIA, Paris, 2002 (3 Edition). - 9. Nelsen, V. The effect of preservatives on Cottage cheese. American Dairy Review.

10. Troger, J.C. Les conservateurs. Ind. Alim. Agr., 9, 1994, p. 542. 11. w: Ordinul 438/295 a/ MSF pi MAAP. Normele pn'vind aditivii alimentari - destinag utilizarii in produsele alimentare pentru consum uman. Monitorul

Oficial a1 Rominiei nr. 722 bis, 3 oct 2002.

CONSERVAREA PRIN ACIDIFIERE ARTIFICIALA (MARINARE)

Marinarea este o metoda de conservare care folose~te o solutie de acid acetic (de fermentatie), aromatizats cu condimente $i care contine $i NaCI. Marinarea are la baz3 principiul anabiozei, ~i anume chimioanabiozei, procedeul de conservare fiind acidoanabioza.

Marinarea are drept scop: - prelungirea duratei de conservare a produselor alimentare, in general

netratate termic, timp decsteva s8ptsrnsni (1 - 3) la temperatura de 4OC; - de a patrunde fesutul muscular al csrnii pegtelui pentru ca produsul s3

devins cornestibil ca atare; - de a ameliora caracteristicile senzoriale (gust, miros, texturs) ale produsului

rnarinat. Marinarea reprezinta, in fapt, o acoperire a produsului cu solutie acid2 -

sarata cu putere de reducere a activitstii bacteriene care, in acelagi timp, fereite produsul $i de contactul cu aerul exterior purtator de gerrneni de contaminare.

Prelungirea duratei de conservare se datoreaza faptului cs produsele se acidifiazs pi pH-ul substratului este redus. la I 4,5 gi impreuna cu NaCl in concentratie de 3 - 5 % inhiba dezvoltarea microbiotei, in special bacterii pi drojdii $i mai pufin mucegaiuri (pH-ul acid favorizeazs ionizarea acidului acetic).

Dacs inainte de rnarinare produsele solide sunt pasteurizate sau suporta un alt tratament termic (aburire, prajire), atunci rnicrobiota vegetativs este aproape complet eliminats, inclusiv gerrnenii patogeni, in continuare produsele marinate fiind pestrate la frig (- 3°C).

Tipurile de marinate de pegte sunt UrmStoarele: - marinate reci: implica irnersarea produsului in solutia acid&, conditionarea

in ambalaj continand solutie de acid acetic gi NaCl (exemplu rollmops). Durata limit2 de conservare (DLC) pentru acest tip de marinata este de = 2 luni. in aceasts categorie de marinate intra pi marinate reci care sunt acoperite in final cu un gel format din 3 % carragennan de potasiu gi 2 % NaCI;

- marinate la cald sunt cele la care produsul este mai inti% tratat termic prin aburire sau prsjire, in ulei la 160 - 180aC/ 5 - 15 min dozat in recipiente,

288 Principiile consewSrii produselor alimenta~

dupa care se adauga o solutie de acid acetic 3,5 % gi - 3,5 % NaCI, plus aromatizanti, raportul dintre produs (pegte) gi solutia de acoperire fiind 2:l. Dupa inchidere, marinatele sunt depozitate la frig.

Pentru ambalare se folosesc recipientele de sticla care a u neutralitate fat3 de solutia acids dar sunt transparente la radiafii luminoase gi UV. lnchiderea poate fi de tip: Twist-off, Pry-off, Eurocarp, Omnia-Pano. Se pot folosi gi caserole din plastic cu capactermosudabil (capace din polietilenB de joasB presiune).

Conservarea cu ajutorul acidului acetic (otet) se aplica pi la obtinerea unor produse vegetale, cum ar fi castraveti in otet, gogogari in otet, vans rogie in otet, ardei kapia in otet, conopida in otet, hrean in otet, ardei iuti in otet, varza alba in otet.

Pentru a elimina gi drojdiile pi mucegaiurile, conservarea prin marinare a acestor produse se dubleaz3 cu pasteurizarea.

Conservarea maionezelor este, de asemenea, realizata cu ajutorul acidului acetic, la aceasta contribuind $i mugtarul pi faptul c i maionezele au un continut redus de apa pi unul ridicat de ulei (emulsie de tipul NU). Maioneza trebuie s5 aiba pH 3,7 - 4,2 iar aciditatea 0.2 - 0,4 % (exprimata ca acid acetic).

Acidul acetic este folosit gi pentru conditionarea suprafefei carcaselor de pasare pi vita, populatia microbianB scszand cu 3 cicluri logaritmice. Eficienta tratamentului cu solutie de acid acetic in vederea maririi duratei de pistrare a carcaselor de pasare gi vita va depinde de actiunea acidului acetic asupra bacteriilor psihotrope din genul Pseudomonas. Acidul acetic actioneaza atat in stare nedisociata, cat pi prin scaderea pH-ului (protonii de H+ rezulta prin disocierea acidului acetic), actiunea bacteriostatic~lbactericidg depinzind de raportul dintre acidul acetic nedisociat gi disociat Acidul acetic rezidual (ramas la suprafafa carcaselor) nu .influen!eaza mirosul gi gustul acestora, acest acid evapor2ndu-se de la suprafata carcaselor la depozitarea acestora in conditii de refrigerarefcongelare.

Pentru marinare gi ca solutie de stropire se folosegte numai otetul obtinut prin fermentare care nu trebuie sS aiba mai mult de 0,5 % alcool metilic pi s2 nu contin3 acizi minerali. Aciditatea minims este de 6"T pentru otetul de vin gi 5"T pentru alte tipuri de otet.

1. Banu, C. p.a. Biotehnologii in industria alimentar3. Editura Tehnici, Bucuregti, 2000.

2. Banu, C. (coord). Manualul ingineruld de indusfrie alimentars, vol. 2. Editura Tehnid, Bucuregti, 2002.

3. Satinover, N.; Marinescu, I. Conservarea industrial3 a alimentelor. Editura Tehnica, Bucuregti, 1962.

CONSERVAREA CU AJUTORUL ZAHARULU~

- Principiul biologic al acestui procedeu de conservare este saccharo- osmoanabioza care se realizeaza prin adaos de zahar, in cantitate necesara cregterii presiunii omotice a fazei lichide a produselor alimentare care sB impiedice dezvoltarea microorganismelor (peste 60 % zahsr in produsul finit). In cazul . - fructelor, cu cat presiunea osmotica a solutiilor de zahar este mai mare, cu atat difuzia zahsrului in interiorul celulelor fructului este mai mare, care inlocuiegte apa . continuta (- 85 % in greutate), prin fenomenul de osmoz8, cu traversarea membranei celulare. Prin cregterea concentratiei de zahar in produs scade - activitatea apei a acestuia sub limita de dezvoltare a microorganismelor, in special bacterii gi drojdii neosmofile (a, c 0,845).

Pe de alt3 parte celulele microorganismelor sufera un fenomen de deshidratare care este cu atat rnai evident, cu cat concentratia solutiei de zahar .. - este mai mare gi, deci, cu c2t presiunea osmotica a acesteia depsgegte presiunea osmotic2 a celulei microbiene (4 - 6 bar in mod normal). Prin aceasta deshidratare celulele microbiene igi inceteaza activitatea metabolica. .

Factorii care influenteaza procesul de osmoz5 in cazul fructelor (concentrarea zaharului in produs) sunt urmatorii:

- gradul de maturitate gi structura fructului; - compozitia siropului de zahar (zaharul invertit favorizeaza difuzia zaharozei

in celula vegetala). - Actiunea conservanta a zaharului este la randul ei influentat3 de: confinutul final de apa al produsului: cu c2t acesta va fi mai mic, cu at2t

acfiunea conservanta va fi mai mare (se micgoreaza a,); cantitatea procentuala de zaharoza adaugata gi gradul de invertire realizat:

-- acestea mares~ deasemenea actiunea de conservare prin cregterea presiunii osrnotice gi scPderea a,;

cantitatea procentuala de zaharuri din rnateria prima (fructe) care influenteaza pozitiv actiunea de conservare prin cregterea substantei uscate pi deci scaderea a,.

temperatura gi durata de fierbere a produsului in decursul procesului tehnologic, care pot influenta acfiunea conservant2 prin: acfiunea caldurii asupra

290 Principiile conservgrii produselor alimentare

microorganismelor; prin mentinerea sau crepterea concentratiei de zahar avand in vedere eliminarea apei prin vaporizare;

prezenfa pectinei care m2repte vascozitatea fazei lichide ceea ce ingreuneaza accesul substantelor nutritive pi al apei la celulele microorganismelor;

valoarea pH-lui care influenteaza direct conservarea dar pi indirect prin formarea gelului pectins-zahar-acid.

Actiunea de conservare a zahsrului este influentat3 negativ de urm2torii factori: - scaderea presiunii osmotice ~ i , deci, msrirea activitstii apei din faza lichida

a produsului, care se poate petrece la pastrarea produselor neambalate in contact cu aerul cu umiditate relativa mare;

- cristalizarea unuia din zaharurile aflate i n exces In produsul finit; aceasta conduce la scaderea concentratiei in zahar a fazei lichide pi, deci, la reducerea corespunzStoare a presiunii osmotice;

- fermentarea produselor finite ,,caramelizaten in timpul fabricarii, deoarece ,,caramelizarea" este insotit3 de o reducere a potenfialului de oxido-reducere a produsului. Un potential de oxido-reducere scazut favorizeaza dezvoltarea drojdiilor care pot fermenta marmeladele pi gemurile.

De remarcat c5 drojdiile pi mucegaiurile osmofile pot suporta concentratii de zahar de pAn2 la 80 % $i deci pot produce degradarea produselor conservate cu zahar. Este necesar, in acest caz, s2 se recurgs la urmatoarele mijloace:

- pasteurizarea produselor finite (gemuri, jeleuri, dulceturi); - aseptizarea suprafetei acestor produse cu substante conservante antifungice

(acid sorbic pi sarurile sale). AvAnd in vedere c2 atAt drojdiile osmofile, c2t pi mucegaiurile sunt distruse

la fierberea produselor pi respectiv la pasteurizarea acestora, rezulta ca degradarea produselor de catre aceste microorganisme este determinata de reinfectarea din mediul exterior, ceea ce poate fi evitat printr-o igienizare perfect2 a fabricatiei pi ambalarea adecvata.

Conservarea cu ajutorul zaharului se aplica la: - fabricarea produselor negelifiate (cu sirop in curgere) cum sunt dulceturile

(grad refractometric minimum 72 %, dat in special de zah2rul adsugat); - fabricarea magiunurilor, care sunt tot produse negelifiate, cu consistenfa

pastoas2 (50 - 70 % extract refractometric dat de zaharul din fructe); - paste de fructe (piureuri), care sunt tot produse negelifiate (zahar adaugat

65 %; grad refractometric 70 - 75 %); - siropuri de fructe (produse negelifiate), la care extractul refractometric este

de minimum 68 %, asigurat in principal de zaharul adaugat care partial este invertit. Produsele gelifiate (zah2r-pectina-acid) conservate cu ajutorul zah2rului sunt:

jeleuri de fructe (60 % zahsr adaugat; 65 - 67 % extract refractometric); marmelade (55 % zahsr adaugat; 65 - 67 % extract refractometric); gemuri de iructe (60 - 65 % zah2r adaugat; minimum 65 - 68 % extract

refractometric). Se mai fabric5 produsele:

fructe confiate - i n care caz zaharul apare la suprafata acestora - avand pi rol de protectie la preambalare;

fructe uscate - impregnate care se obtin din fructe imersate pi fierte in sirop de zahsr, dup2 care sunt uscate;

drajeuri, la care nucleul este inconjurat de zahar dur. Conservarea cu zah2r se folosepte pi la fabricarea laptelui concentrat cu

zahar (adaos de minimum 52 % zahsr), care se obtine dupa schema tehnologic2 prezentata in figura 108.

Conservarea cu ajutorul zahBmlui 29 1

Lapte

4 Receptie pi sortare

Sediment

Racire la 2OC

Prima normalizare

Grasime

Tratament termic la 1 10-1 2O0C/c3teva secunde

Adaos de zahar 62,5 < C, < 64,5

+ A doua norrnalizare

Adaos nuclee de cristalizare

Racire pi cristalizare i n doua trepte de temperatura:

t l = 30 ... 32OC t* = 1 O0C

Ambalare

Fig. 108. Schema tehnologic5 de oblinere a laptelui concentrat cu zahsr.

292 Principiile conservSrii produselor alimentare

La schema prezentata se fac urmatoarele precizari: I

- tratamentul termic este necesar pentru distrugerea microorganismelor osmofile pi termofile gi pentru inactivarea enzimelor, i n particular a lipazelor pi 1 ; . proteazelor, precum gi pentru -s&derea tendintei de separare a grgsimii gi I

inhibarea modificsrilor oxidative. In plus, tratamentul termic afecteaza vascozitatea produsului finit in timpul pastrarii, impiedicand cregterea acesteia (age thickening), i ca o consecinfs a modificfirilor fizico-chimice ale cazeinei pi posibil datorita gi acfiunii proteazelor rezistente la caldura;

- adaosul de zahar asigura o durata de pastrare a laptelui concentrat (condensat) cu zahir. Cantitatea de zahar adsugata trebuie s2 asigure aga numitul "indice de zahW care trebuie sS fie: 62,5 c C, i 64,5. Valoarea lui C, se calculeaza I cu relatia:

I

in care: S - continutul de zahsr din laptele condensat cu zahar, %; W - continutul de apS al laptelui condensat cu zahsr. (Cz se raporteazs la faza apoass din laptele condensat cu zah3r). Daca C, < 62,5, bacteriile se pot dezvolta in produsul finit, iar daca C, > 645,

la temperaturi de pastrare scazute se poate ajunge la cristalizarea lactozei. Adaosul de zahsr trebuie f5cut dupe aplicarea tratamentului termic.

D a d zaharul se adaugg inainte de aplicarea tratamentului termic se msregte termorezistenta bacteriilor gi enzimelor la tratamentul termic gi, in acelagi timp, se intensifid susceptibilitatea produsului la ingrogare in timpul depozitsrii produsului finit.

- cristalizarea lactozei, la racirea produsului, este favorizats de: scaderea temperaturii, concentratia mare de lactoza (> 10 %), prezenta unei cantitsti mari de zahar adaugat (> 40 %), cantitatea relativ mica de ap2 din produs. Cristalele de lactoza trebuie ss aibS dimensiuni mai mici de 15 pm, i n caz contrar, produsul capata o textur2 nisipoasa. Se adaug5 0,5 Kg lactoz~llOO0 Kg lapte pentru crearea centrelor de cristalizare sub agitare. In acest caz se formeaza 4.10" cristale/m3. lnocularea se poate face gi cu lapte praf degresat (03 %), lapte condensat centrifugat (1 %), zer praf (0,2 - 0,3 %). Cristalizarea se realizeazs i n cristalizatoare recite in manta, racitoare continui sau cristalizatoare sub vacuum.

Pentru impiedicarea cristalizsrii lactozei se pot folosi dou2 metode: m hidroliza lactozei din laptele pasteurizat pi racit cu P-galactozidaz3 din

Kluyveromyces fragilis. Hidroliza se poate realiza la 37OC/3 h sau la 8"C/24 h prin adaos de 1 % enzims fats de laptele initial (lactoza este hidrolizata in propoflie de i 95 - 98 %);

hidroliza acid3 partial2 a zaharului adaugat cu HCI la 80 ... 90°C/20 - 30 min pi pH = 6,5 - 6,7.

Conform directivelor UE, laptele concentrat (condensat) indulcit poate fi de urmBtoarele tipuri:

- lapte partial deshidratat, indulcit cu zahar, care confine minimum 8 % grasime gi 28 % substant2 uscata tgtal2 din greutate;

- lapte partial deshidratat, indulcit cu zahsr, care contine minimum 9 % grasime gi 31 % substanta uscats totals, fiind singurul lapte din aceasta categorie care poate fi vandut cu amanuntul sub aceastg denumire;

- lapte degresat condensat, indulcit cu zahar, care contine maximum 1 % grssime gi minimum 24 % substanfa uscats totala din greutate;

- lapte paflial degresat condensat, indulcit cu zahsr, care confine minimum 1 % pi maximum 8 % grssime pi 24 % substant5 uscata total5 din greutate;

.- Conservarea cu ajutorul zahBrului 293

- lapte partial degresat condensat, indulcit cu zah%r, care contine intre 4 pi - - 4,5 % grasime pi minimum 28 % substants uscata total5 din greutate, fiind singurul lapte din aceasts categorie care poate fi vandut cu am8nuntul sub aceasta denumire.

La produsele mentionate sunt permigi urmatorii aditivi: citrati, ortofosfafi pi b - polifosfati, cu conditia ca nivelul de P2O5 s2 nu depageasca 0, l % in produsul finit.

Nivelul de acid lactic nu trebuie s% dep3peascS 300 mgllOO g substants uscata negrass.

Un produs la care zaharul igi aduce o contributie importanta la conservare este ciocolata (neagr3 gi cu lapte), compozitia unor ciocolate fiind urmatoarea (tabelul 54).

Tabelul54 Componenpi chimici ai ciocolatei [g1100 g]

Componentul I Ciocolata neagri I Ciocolata cu lapte

Durata de pastrare a ciocolatei (- 1 an) este dependents de ambalajul folosit pi conditiile de pastrare. - -

Produsele conservate cu ajutorul zaharului sunt folosite in alimentatia adultilor gi copiilor, in special la micul dejun pi ele sunt caracterizate i n primul rand ca fiind produse cu valoare energetic5 ridicat5 (alimente de efort), datorita confinutului ridicat de zaharuri. Produsele din fructe conservate cu zahar au pi valoare alimentara -- conferits, i n principal, de fructele utilizate care vin cu vitamine (B,, B2, C, PP, p-caroten), precum pi cu elemente minerale (P, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu), acizi organici (citric, malic, tartric), substante pectice pi celuloz5. Calitatea senzoriala a acestor produse pi inocuitatea lor intregesc aceasta valoare alimentar:. --

La produsele de fructe conservate cu ajutorul zaharului nivelul SO2 nu trebuie s2 dep%peascs 50 mg %. Sunt limitate prin acte normative pi nivelul maxim de metale grele pi de aditivi permipi.

Avand insa i n vedere conjinutul ridicat de zaharuri simple, ugor -- fermentescibile (zaharozs, zahar invertit, fructoza), aceste produse sunt cariogenice, favorizeaza unele boli, i n principal cardiovasculare, favorizeaza supraponderabilitatea pi chiar obezitatea, in conditiile unui consum mare gi frecvent. In plus, avand in vedere caloriile aduse de aceste produse, este necesar

- s5 existe $i o ingerare adecvata de vitamina B,.

- ..

1. Banu, C.; Vizireanu, C. Procesarea industrial3 a laptelui. Editura TehnicS, Bucure~ti, 1988. - .

2. Hui, Y.N. (editor). Dairy Science and Technology. W.C.H. Publisher Comp., New-York, 1993.

3. Loquet, F.M. Laits et produits laitiers, vol. 2. Technique et Documentation, Lavoisier, APRIA, Paris, 1985. -

4. Satinover, N.; Marinescu, I. Consewarea industrial5 a alimentelor. Editura Tehnics, Bucurepti, 1962.

Lipide Glucide Colesterol (rng %) Valoare energetic (kcall1 00 g)

Proteine - 33,7 56 74 550

26 62

526

7 I 6

. .

Sararea, una din cele mai vechi rnetode de conservare in sine, este aplicats la pastrams de oaie, pepte puternic sarat, icre ssrate, diferite tipuri de branzeturi, subproduse din industria carnii (piei, intestine), gi are la bazs principiu!anabiozei, procedeul de conseware fiind osmoanabioza (haloosrnoanabioza). In prezent, sararea se utilizeaza in scop tehnologic (crepterea capacitatii de hidratare a csrnii) gi senzorial (contributie la formarea gustului), precum $i pentru ameliorarea capacitstii de conservare a unor produse alimentare care se supun gi la alte metode de conservare in vederea stabilizsrii rnicrobiologice a acestora (afumare, marinare, pasteurizare, ferrnentare, coacere, sterilizare, uscare etc.).

SBrarea actioneaza ca un conservant la concentratii care dep3pesc 7 % in faza apoas3 a produsului alimentar: 8 % pentru Salmonella, 8 % pentru bacterii din genul Bacillus, 15 % pentru Staphilococcus aureus, 18 - 22 % pentru mucegaiuri, 10 % pentru drojdii fermentative, 25 % pentru drojdii oxidative.

Pentru a se asigura aceste concentratii de sare in produsele alimentare este necesar un anumit interval de timp pi din aceasta cauzs, produsele alimentare supuse conservBrii nurnai prin ssrare, trebuie sS fie rnentinute in conditii de refrigerare, pentru ca acestea s& nu se altereze.

25.1. PRINCIPIILE CONSERVARII PRlN SARARE

Actiunea conservant2 a sarii (bacteriostatid) este explicats prin urrnatoarele actiuni ale acesteia:

a) crepterea presiunii osmotice a celulelor rnicroorganismelor datorita rnediului hipertonic in care se gasesc, ceea ce conduce la fenomenul de plasrnoliza caracterizat prin deshidratarea celulelor (elirninarea apei), descregterea volurnului citoplasrnatic. Deshidratarea celulelor rnicrobiene datorita efectului presiunii osrnotice exterioare are drept consecinta dirninuarea activitstii apei (a,.,) a celulelor rnicrobiene gi legat de aceasta pi scsderea vitezei reactiilor enzirnatice, care sunt stopate cand concentratia NaCl in celula rnicrobiana conduce la denaturarea protein-enzimelor citoplasmatice qi rnembranare. Sunt afectate

CONSERVAREA PRlN SARARE

Conservarea prin ssrare 295

enzirnele catalaza, superoxidaza, peroxidaza (oxidoreductaza), aldolaza, enzirnele de restrictie implicate in replicarea ADN precurn gi enzirnele proteolitice gi lipolitice, in special cele produse de drojdiile pi rnucegaiurile osmofile.

Sub actiunea NaCI, odata cu cregterea concentratiei de sare in celula rnicrobiana, proteinele citoplasmatice gi din membrana se denatureazs pi ele, ceea ce impiedics intrarea nutrientilor, respectiv iepirea rnetabolitilor produgi de celula rnicrobiang. La acfiunea bacteriostatics a NaCl in interiorul celulei microbiene trebuie luat in consideratie pi efectul toxic al ionilor de Cf rezultati prin disocierea NaCI (NaCI - Na' + Cr).

De rernarcat c3, in prirnele stadii ale sarsrii, celulele microbiene contra- careaza pre-stresul osmotic, in vederea restabilirii turgescentei, prin urmatoarele rnecanisme:

- modificarea compozitiei membranei celulare prin cregterea propoqiei de fosfolipide anionice in membrang gi introducerea in structura fosfolipidelor respective a acizilor grapi cu Ian! lung cu grad de nesaturare mai redus. Aceste rnodificari se constats in principal la bacteriile tolerant halofile qi moderat halofile. La bacteriile strict halofile rnembrana celulara contine in principal lipide neutre pi hidrocarburi izoprenice, deci la acestea sunt afectate de catre NaCl in principal proteinele din structura mernbranars, f2ra influente asupra componentei lipidice;

- sinteza de noi componenti celulari. in cazul drojdiilor gi mucegaiurilor, raspunsul la stressul osmotic este acumularea prin sintezs, in celule, de polioli care au capacitatea de mentinere a hidrofiliei celulei, cornpensand astfel presiunea osmotic2 ridicata. Se pot sintetiza gi alte substante de ,,cornpensare" a presiunii osmotice externe (glucide simple, betains, derivati aminoacidici);

- ajustarea a, citoplasmatica la unele bacterii halofile se face prin crepterea acumularii de KC1 intracelular, cregtere mediata enzimatic, dar gi prin sinteza de trehaloz.2 care contracareazs actiunea citotoxica a ionilor de K'. Rezulti c5 exists dous strategii de ajustare a activitsfii apei citoplasmatice in vederea osrnoadaptsrii: o strategie prin care osrnoadaptarea se face prin acumulare de cornpuqi organici solubili in citoplasma, prin sinteza sau preluare din mediu (cazul drojdiilor pi mucegaiurilor); o strategie prin acumulare de KC1 in celula (cazul bacteriilor halofile). Nitritii actioneazs sinergetic cu NaCl asupra microorganisrnelor, mai ales in ceea ce privegte dezvoltarea lui Clostridium botulinum pi productia de toxine de cstre acestea. La o concentratie de 5 % NaCl gi in prezenta a 200 rng NaNO,/Kg efectul de conservare este similar cu cel al concentratiei de sare de 15 % in faza apoasa a produsului. La conservele de carne prezenta nitritului inhibs trecerea sporilor bacterieni in forme vegetative;

b) scsderea activitqii apei produsului supus sarsrii. Aceasts scadere a activitsfii apei se datoreaza eliminarii unei paci din apa libera existents in produs, concornitent cu acurnularea de NaCl in faza apoasa a produsului supus sarsrii. Eliminarea apei este progresiva fiind dependents de gradul de denaturare a proteinelor in cazul sistemelor alimentare de origine animal5 pi de extragere a apei din structurile polizaharidice gi formatiunile vacuolare ale produselor vegetale. La deshidratarea produsului contribuie separat pi ionii de Na' pi Cr care leaga ei inpipi cate 4 rnoli apslmol de Na' sau CI-.

Eliminarea. apei din produs se face sub form2 de suc care antreneaza gi substante solubile extractive azotate pi neazotate inclusiv proteine solubi!e. Efectul solubilizant al NaCl asupra proteinelor (fenomenul salting out) are loc la concentratii de sare pan8 la 3 - 4 %. Peste 4 % NaCl in produs se manifests efectul denaturant - precipitant (fenomenul salting in) cu consecinte negative asupra texturii, respectiv a fragezimii pi suculentei. lndiferent de concentratie,

> :+ xu 2 5 " .- m

5 % -- C

g2, $ .- C -0 g x m a xu 'F

C .E .- 5 k g !!? .E 3 C 'D .- - - m $ o 2 0 3 z

,, " a, 0 5 a- m

;% @ m a '5 .,

I.-" * g 0 m

'5 0 2 9 3 S E E .o .- >a g 2 .i a, .g . - m 'E u E gzla m -. - N 2 k S 3 c u m u p $ C a, .. > Q o . . r n $ S C :s 3 s-

$.a 2 ,,,'z.- E m , E'c a, 2o 2 Z . E 2 @ J m E z .- %-d!&', Q.G.9 b, "I

m a , ZI .L " z ; P 3 P o n m

x ' m a , 0,O.o- rn -0 MU

'3 r m $$ce$ a, 0

@ " % a , - $43 m 2 b:= 2 O .- .- L - s ,b : c a .a, " g s $ m w = 3

a, ,W * ! ! ? = o m e .i .; $ - g 2 ~ O a, e . - 2 a g z m

.- .- $ 3 : 8 hf - E 2 % 2 P a , - a, n.--= > Q E m U z E , a e m ,z s ; S Q o

- m m g g c u a , - m m o,

a, ,k 2 ., b m m a

- g (5 . 0 - a, u 2 u .N C u lm .- > a, m y

m f z - 0

3 . - 2.

m =. a, c - a, 8 E g

4-s " .- 8

c a,.. .- u 'E.J >

e m 1 $ .- .2F ,I

. .' a, 2 In I n u 'g, 4 %

2-0 g .";E .- ; 2 9

=.m C .- <e $2 ,m a a , $ $ 0 s m .E & :z z > 5 5 :: 234 a m G $ m cdg N z a 2

I 3: 3=m U-U I x x" U-Z I 0 U I x 2 x 1 0

3: 0 U-U I

II ttd

2 Z I b x 0

U-U

298 Principiile consewiirii produselor alimentare

m raportul saramurYprodus: cu cat acest raport este rnai mare, cu at&t rnai repede se atinge starea de echilibru, dar in acelapi timp cu atat pierderea de componenti utili care difuzeazs in saramurs este mai mare;

pH-ul csrnii, pegtelui: cu c&t pH-ul este mai ridicat cu atat mai redus3 este viteza de penetrare a sarii, deoarece la pH mai ridicat tesutul muscular are o structura ,,inchisSn in cornparatie cu fesutul muscular cu pH mai s&zut (5,4 - 6,O);

m confinutul in grssime din came, pegte: viteza de penetrare a s3rii este cu atat mai scazuta, cu cat continutul de grssime este mai mare. in cazul carnii gi peptelui gras dezvoltarea microbiotei surclaseaza viteza de absorbtie a s3rii $i prin urmare, produsele se altereaza. Peptele este considerat slab daca are 6 2,5 % gr3sime; moderat de gras daca are pan3 la 6,5 % grasime pi gras dac% are mai mult de 6,5 % gr3sime.

m metoda de ssrare: s3rarea umeds este rnai rapid5 decat serarea uscat2 iar in cazul sBrarii umede, viteze mai mari de sare se obtin la injectarea cu ace multiple, urmata de injectarea in sistemul arterial sau prin punctii facute cu un singur ac cu orificii laterale.

Din punct de vedere compozitional la sararea uscats se poate utiliza: numai NaCI; NaCI, nitrat pilsau nitrit; NaCI, nitrat pilsau nitrit pi zahar.

Din punct de vedere compozitional la s3rarea'umed2 se poate utiliza: ap3 gi sare (saramurs simpla); ap3, sare, nitrat pilsau nitrit; aps, sare, nitrat pilsau nitrit, zahar gi alte ingrediente de aromatizare.

25.3. TOLERANTA LA SARE A MICROORGANISMELOR

Nivelul de tolerant5 a microorganismelor de alterare este determinat de descrepterea activitstii apei pi va fi influentat de: disponibilitatea nutrientilor, pH, temperatura, potentialul redox.

Bacteriile, in functie de comportarea lor, la concentratii de NaCl sunt clasificate in:

Bacterii nehalofile care la randul lor pot fi halofobe pi halotolerante gi care se dezvolta la concentratii de +_ 6 O h : Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Aeromonas, Lactobacillus, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc, clostridiile cu metabolism zaharolitic (CI. butyricum, Cl. pasteurianum, Cl. thermo- saccharolyticum), clostridiile proteolitice (CI. bifermentans, Cl. sporogenes, Cl. putrefaciens, CI. botulinum, CI. nigricans), clostridii zaharolitice .$i proteolitice (CI. perfringens, CI. septicum), bacilii formatori de spori (6. coagulans, 6. stearo- thermophilus), streptomicii (Streptomyces griseus), enterobacterii (Escherichia coli, Salmonella);

Bacterii halofile care pot fi tolerant halofile $i se pot dezvolta la concentratii de NaCl de pan3 la 20 % pi strict halofile care se dezvolta la concentratii > 20 % (20 - 25 %). Bacteriile tolerant halofile pi strict halofile apartin genurilor Micrococcus (M. Varians, roseus, luteus), Vibrio (Vibrio alginilyticus, Vibrio nereis, Vibrio harveyl), Listeria monocytogenes precurn pi bacteriile apartinand genului Halococcus, Halobacterium pi Paracoccus.

Drojdiile osmofile sunt de asemenea pi halofile pi se dezvolta sub form3 de colonii la suprafata produselor sarate: Sacch. rouxii, Debaryomyces hansenii, Pichia ohmeri, Hansenulla anomala, Sporendonema epizoum.

Mucegaiurile xerofile care sunt gi halofile se dezvolta la suprafata produselor sarate, formand Pete de culoare bruna, neagr3 sau rogcata. Mucegaiurile sunt

Consewarea prin sBrare 299

reprezentate de cele din genul Aspergillus (A. restrictus, A. glaucus, A. candidus, A. flavus, A. halofilicus, A. ochraceus), din genul Penicillium precum gi Vallemia sebi, Oospora Nikitinski.

Mucegaiurile nobile folosite la fabricarea branzeturilor $i salamurilor crude (Penicillium roqueforti, Penicillium camembetti, Penicillium nalgiovensis) suporta doar concentratii de sare de maximum 10 %.

25.4. ROLUL INGREDIENTELOR (ADITIVILOR) DE SARARE

In procesul de fabricare a preparatelor din carne, a unor conserve pi semiconserve, in vederea obtinerii culorii ropii se utilizeazs azotati, azotiti, acidul ascorbic pi sarurile sale, gluconod-lactona, unii acizi organici, zahsr.

Azotatul de sodiu (NaN03) si azotatul de potasiu (KNO,), in prezent se utilizeazg mai putin in industria carnii pentru Tnropire (la unele produse uscate - maturare indelungat3 unde se constituie ca o sursa de azotit). Se mai utilizeaza pi in industria tutunului pentru crepterea puterii de combustie, branzeturi semimoi, semitari pi tari, heringi pi scrumbii in saramura, ficat gras in conservs. Dozele admise sunt legiferate, in produsele de carne fiind maximum 300 mglKg pi 50 mglKg la ficat gras. La branzeturi nu este specificat3 doza ad3ugat3, dar nivelul rezidual de azotat (exprimat ca NaN02) s3 nu depapeasca 50 mglKg.

inropirea carnii in prezenta azotatului implic3 prezenta rnicrococilor de contaminare care secreta nitratreductaza ce transform3 azotatul in azotit:

2H NaN03 Reducere bactexiana NaN02 + H20

Mentionam cS azotatul ca atare nu are actiune antimicrobiana. Azotitul de sodiu (NaN02) sau de potasiu (KN02) intervine, la folosirea in

industria carnii, la: inropirea carnii; aroma csrnii; conservarea c3rnii din punct de vedere micobiologic pi al oxidsrii lipidelor (ca antioxidant).

Participarea azotitului la inrosirea cirnii. in teoria clasic3 a inropirii carnii in prezents de azotifi nu intervin reactii enzimatice, ci numai procese chimice, datorit3 mediului creat in carne postsacrificare (valoarea pH-ului sub 6,O datorat3 acumul3rii de acid lactic in urma procesului de glicoliza anaeroba pi prezenta substantelor reducstoare).

De remarcat ca nivelul optim al pH-ului pentru transformarea NaN02 fn NO + NO2 este cuprins intre 5,8 pi 6,0, sub pH 5,8 o mare parte din NO se pierde prin volatilizare iar la pH > 6,0, NaN02 r3mSne ca atare actionand ca oxidant. Reacfiile care conduc la formarea culorii carnii in prezents de azotiti ar fi urmatoarele:

300 Principiile conservfirii produselor alimentare

H acid HNO., + NaR NaNo2 (Aci:lactic=HR) Lid m t o s + Lactat de sodiu

Substante reduc5toare

m02 din carne + NO + NO2 + H20

N O + Mb NO - MI,

si + sau

N O +Hb NO - Hb

Se formeaza in finalul procesului de sarare nitrozomioglobina gi respectiv nitrozohemoglobina, avand in vedere existenfa in carne pi a unei cantitsti reziduale de hemoglobin3 in urma ssngerarii la abatorizare.

in prezent este admis faptul ~3 formarea pigmentilor de sarare are loc pe cale chimica gi enzimatici. In prima etapa are loc reducerea azotitului la NO datorita mediului reducator din carne, NO fiind transportat de fericitocromul C la MMb cu formare de NO-MMb. Mefmioglobina este format2 din rnioglobins sau oximioglobina prin acfiunea NaCI. Regenerarea ferocitocromului C pi transformarea NOMMb in NO-Mb se realizeaza cu ajutorul dehidrogenazei mitocondriale in prezenta NADH + H':

Mb NaCl S a u -MMb M b 0 2

Conservarea prin ssrare 301

Pigrnentul de sarare (nitrozomioglobina gi respectiv nitr~zohemoglobin~) este transformat in nitrozomiocromogen gi respectiv nitrozohernocromogen, in acest sens existand doua posibilitati:

- o transformare directs:

N O - M b C51dur5 *Nibom mjacromogen (cu globing (cu globin2 denaturat2) nedenaturat5)

- o rupere a legsturii dintre fierul hemului qi globins prin intermediul histidinei, legarea celei de a doua molecule de NO simultan cu denaturarea globinei gi refacerea legaturii dintre fier ~i histidina globinei prin alte tipuri de legaturi (probabil forte electrostatice):

Participarea nitritului la aroma cirnii. Aceasta participare este indirect2 qi se bazeaza pe faptul ca nitritul reacfioneazi3 cu fierul heminic pe care-l menfine in forma ~ e " , reducand Cn acest fel probabilitatea existentei ~ e ~ ' care actioneazs ca un catalizator al oxidarii aldehidice. In acest fel nu se rnodifica aroma normala a produsului sarat pi tratat termic. -Participarea directs a azotitului la formarea unei arorne specifice nu este inca elucidata dar, probabil c2 sunt implicati diferiti componenti ai carnii care intrfi in combinatie cu produgii de transformare ai azotitului in anumite conditii de pH si rH [proteine, lipide, aminoacizi cu sulf (cu formare de nitrozotioli), glucide].

25.5. EFECTUL ANTIBACTERIAN AL AZOTITILOR

Actiunea antibacteriana a azotitului este deja stabilita pe numeroase tulpini de clostridii gi stafilococi, ins2 efectul antibacterian a fost cel mai bine studiat pe Clostridium botulinum sub forma sporulata.

Azotitul poate in te~en i in: favorizarea distrugerii sporilor de Cl. botulinum de catre caldur5; favorizarea germinarii sporilor de CI. botulinum; inhibarea dezvoltarii sporilor germinati in forms vegetativa, inclusiv

inhibarea eliberarii de toxine de catre acestea. Actiunea azotitului fat5 de CI. botulinum este in functie de:

nivelul de azotit adaugat qi dinamica lui de transformare in timp, care determina in fapt concentratia de azotit rezidual. in general, nivelul de azotit rezidual necesar pentru a avea o actiune antibotulinicZi este de 100 - 200 mg/kg produs;

concentrafia de NaCI: la 10 % NaCl in saramura se inhiba dezvoltarea lui Cl.botulinum, iar la > 6 % se inhibe producerea de toxins. Concentratia saramurii se poate reduce la 5,8 % in prezenta a 75 mglkg NaN02;

m m u 0 . cn",I. I

N 0 8 ' 11 m l= 2 G * $ 5 8 -ae 9.g: -roc3 m mu oggg'$g&T o c . . g m 0 3 3 a ,x , -og cn a, -- ,,-=ma 0

m w 3 3 g g g g : g D ~ r ; c o : : & 3 a - Q 2 , - e 1 c = Z'D Ei'c - c E = . r 0 ft:gz, " - 0 5 " '

% = 0 o E.2, v, a

-. mc m ,-. 2. 0 g. D ", 0, , 0 , Z ~

@lu<x , g q m o " Z 2 . g z g F - % T o 2 - ' " 0 -. 0 I= 0 a, Sen 1- S a u Q m a r r m 6 c o % m C " - . a,EN 2 . - s -3Sng , , ~ m e o , ~ g a - G W I = ~ - ~ S -='a, '"'cnVQ & O N -. a, g;:; - . $. 5. 3 5 $-% a,, C E. -% 5' 5 u -' m (D

E 0 5' m m a , a,

0 2 - c -.rn3 3

z!? g g o = 9

cn 0 t g g - , -2: 5 . . 5 CJJ N 5 . 2 5 . m 5 m 2' 6. a,' m !2 a,'Da,( g g m'm - 0 N Q 3: "' 3 g."5 g m E m 2 a,, - e g p a,

ma, a m fig. g 2 -

5 O 'D m m g . ,

0 -2. 5 m 2 3 3 - I I E . 0)- ,,FCC0

2 3 f f l ' Q ? $ 2 . = m o m - . 2." 5' g

$ 2 0 ZZcn - 0 0 0 m a 2 0 3 3

1 3

id I o-n z 3: I 8 0 iz

304- . _ - . Principiile conservi3rii produselor alimentare

. - in 4antitdte.foarte mare azotitul devine toxic:-0,6 - 1,5 g pentru adult; la 5 -':92g'doza este letala pentru adult; pentru copii doza letala este de 0,2 - 0.3 g deoarece .acegtid 'au ;pigmen$ sanguini rnai sensibili la oxidare de catre azotiti. Efectul oxidant se manifest3 gi asupra citocromilor gi ansamblului sistemului oxidoredudtor al' organismului: Acest efect oxidant este rnai :pregnant in cazul deficientei in vitamina E gi de vitamine A pi C. Dozele zilnice admisibile pentru azotiti au fost fixate la 0,2 mglkilocorp, respectiv 14 rnglzi la un individ de 70 kg.

25.7. FOLOSIREA POLIFOSFATILOR

Polifosfatii utilizati in industria alimentar'a sunt urmatorii: - polifosfati cu structura liniara simpla (pirofosfati sau difosfati), care sunt

constituci prin combinarea a doi tetraedri:

6- 6- - polifosfati cu structur3 liniar8 complex8: tripolifosfati (trifosfati) si produgi

liniari condensati PnOpn + ,)H(,,+ 2):

-. Tripolifosfat Produs condensat

- polifosfati cu structura condensat3 prin intermediul catenelor laterale (hexametafosfat de sodiu sau sarea Graham (NaPOs)");

- polifosfati cu structurfi ciclics (rnetafosfati ciclici): 0 II P-ONa

/ 0' "0, o=y-o y=o

Polifosfatii sunt caracterizati prin urm5toarele proprietsti care i i fac utilizabili in industria alimentara:

solubilitatea, care, este rnai mare in cazul polifosfatilor de sodiu cu Ian! lung in comparatie cu cei cu Ian! scurt (n = 4); polifosfatii de potasiu cu Ian! scurt sunt rnai solubili dec8t polifosfatii de sodiu cu aceeagi lungime a lantului; solubilitatea este dependents de temperatura;

capacitatea de a fi hidrolizati: polifosfatii sunt stabili in mediu neutru, dar sunt upor hidrolizabili in mediul .acid gi puternic alcalin. Polifosfatii pot fi hidrolizati $i de fosfatazele proprii tesuturilor animale;

Conservarea prin ssrare 305

puterea de tamponare: aceasti proprietate este slab3 dac3 protonii de H provin de la fosforul terminal $i puternica dacB protonii provin de la toti atomji de iosfor:

puterea dispersant& aceast3 proprietate se bazeaza pe interactiunea anionilor polifosfati cu polimeri incBrcaJi electric pozitiv (proteine).

capacitatea emulsifiants a polifosfatilor este indirect5 pi se daioreaz5 complex5rii ionilor de ca2+ gi ~ g ~ ' din structura proteinelor miofibrilare care sunt inlocuiti cu ioni de Na' sau K' ceea ce conduce la cre~terea solubilit3tii proteinelor care ac!ioneaz5 ca emulgatori $i stabilizatori ai emulsiei.

capacitatea de conservare a polifosfatilor se datoreaza sechestr5rii ionilor de cu2+ $i ~ e ~ + care sunt catalizatori puternici ai oxid3rii aldehidice. Polifosfatii complexeaza gi metalele care intra in sructura unor enzime proprii tesuturilor yegetale ~i animale, inclusiv a celor secretate de microorganisme (bacterii). In aceast5 directie sunt rnai eficace pirofosfatii in comparatie cu trifosfatii sau polifosfatii cu Ian! lung.

Prin cornplexarea fierului. polifosfatii amelioreaz5 $i caracteristicile senzoriale ale unor produse alimentare, evitdndu-se, de exernplu, imbrunarea cartofilor feliari in cursul tratamentului termic.

puterea sechestrant2: aceasta proprietate este legata de structura polifosfatilor care se comport3 ca ,,schimbStori de ioni", cu afinitate rnai mare fat3 de ionii de ca2', M ~ ~ ' decdt fat5 de cei monovalenji. Puterea sechestrant5 este direct legat2 de lungimea lantului, de pH $i temperatur5. Datorits puterii sechestrante, polifosfatii acfioneazi ca emulgatori, conservanti $i ca substante care maresc capacitatea de retinere a apei in sistemele alimentare proteice.

puterea antiaglomerant8: polifosfafii favorizeaza ,,curgerea libera" a produselor sub form5 de pulbere.

In cazul preparatelor din carne, folosirea polifosfatilor are drept scop s3 contribuie la cregterea capacitqii de hidratare gi retinere a apei. Mecanismele prin care polifosfatii contribuie la CreSterea capacitqi de hidratare si de retinere a apei sunt urmatoarele:

- cregterea pH-ului cirnii. Carnea refrigerats utilizats la fabricarea preparatelor din carne are pH-ul cuprins intre 5,8 Si 6,O. Prin adaos de polifosfati, pH-ul carnii cregte cu pana la 0,5 unitsti ceea ce face ca lanturile polipeptidice ale proteinelor s5-$i m8reasc2 spatiul dintre aceste lanfuri in care poate s5 p8trundS rnai mult3 a p i csci in acela~i timp se leaga de gruparile - COO' care depsgesc numeric grupsrile NH,';

- disocierea complexului actomiozinic format in timpul rigiditatii musculare, complex care este rnai putin solubil decat componentele sale, miozina $i actina. Polifosfatii actioneaza deci ca $i ATP in mugchiul ,,in vivo", miozina pi actina

306 Principiile conserv5rii produselor alimentare

separate aviind o solubilitate mai mare gi o capacitate de hidratare pi retinere a apei rnai mare in comparatie cu actomiozina;

- complexarea ionilor de ca2+, M ~ ~ ' . Acegti cationi care exists in carne in propocie de 9 gi respectiv 20 mgllOOg tesut muscular proaspst, formeazs punti intre lanturile polipeptidice ale proteinelor miofibrilare in perioada instalsrii rigiditstii musculare, cu dous consecinte majore: compactizarea lanturilor polipeptidice gi blocarea grupsrilor -COO', ceea ce afecteazs drastic atiit hidratarea ciit gi capacitatea de retinere a apei. Prin formarea de complexe intre acegti cationi bivalenti gi polifosfati, cele dou2 consecinfe negative sunt anulate pi deci capacitatea de hidratare gi retinere a apei cresc;

- cregterea puterii ionice a solutiei electrolitice care se formeazs prin solubilizarea NaCl gi a polifosfatilor in apa adsugats la fabricarea bradtului dar gi a grotului, rnai ales ciind acesta din urms are un grad de maruntire rnai avansat. Prin cregterea puterii ionice se solubilizeaza o cantitate rnai mare de proteine miofibrilare capabile de hidratare pi retinere a apei.

Datorits cregterii capacitatii de refinere a apei, polifosfatii contribuie la cregterea randamentului in produs finit, randament care este dependent gi de conditiile de tratare termid (temperaturs gi durats), prezenta sau absenta rnembranei gi gradul de impermeabilitate a acesteia (alegerea tipului de membrans din punct de vedere al permeabilit3tiilimpermeabilit~ii depinde de tipul de produs fabricat gi anume prospsturi sau semiafumate). Randamentul in produs finit depinde gi de adaosurile proteice folosite (izolat proteic cu 90,2 % proteins, cazeinat de sodiu cu 90,2 % proteins, concentrat proteic din soia cu 70 % proteins, fsina din soia cu 50 % proteins) sau amidon, carrageenani etc. Nivelul de adsugare, conform datelor din literatura de specialitate nu trebuie s2 depsseasca 2 %, exceptie fsciind carrageenanul care se utilizeazs in propoflie de maximum 1,s O h .

In cazul diferitelor specialitsti din carne in bucsti in membrane randamentul in produs finit gi calitatea acestora, in special calitatea de feliere, sunt influentate de malaxare - masare care determins gi:

- o distributie mai rapid2 gi mai uniforms a saramurii in bucatile de carne; - o extractie rnai sporita a proteinelor solubile in solutii saline (proteine

miofibrilare) care actioneazs ca material de ,,legaren a bucstilor de carne, neprezentand in fapt o solutie gelics;

- o imbunstatire a culorii pi texturii. De remarcat c5 o malaxare - masare excesivs conduce la: - o deteriorare exagerata a structurii bucstilor de carne (destrsmare); - o acurnulare exagerat2 de solutie gelic2 la suprafata bucstilor de carne.

Malaxarea - masarea insuficients conduce la: - o legare slabs a bucstilor de carne pi deci o capacitate de feliere

micgorats; - o colorare slabs a csrnii. Depsgirea adaosului de polifosfat (> 0,5 %) are ins2 gi consecinte negative: - aparifia gustului de sspun; - aparifia de puncte in produs; - aparitia de cristale verzi de fosfat anorganic in interiorul produsului pi la

suprafata acestuia rnai ales in cazul produselor cu continut scszut de umiditate. Polifosfatii trebuie ss fie rnai intiii adugi in solutie (saramurs), deoarece la

utilizarea lor ca atare pot ss raman2 ne-,?lubilizati gi apar sub forms de cristale in produsul finit.

Polifosfatii utilizati la fabricarea preparatelor din carne sunt urmstorii: - pirofoifatul disbdic: Na2H2P207;

Conservarea prin s5rare 307

- pirofosfatul tetrasodic: NaP207; - tripolifosfatul pentasodic: Na5P3OI0; - pentapolifosfatul de sodiu: Na7P5OI6; - hexametafosfatul de sodiu sau sarea de Graham (NaP03), unde n 2 6. Polifosfatii comerciali utilizati sunt in fapt amestecuri in propoQii variabile a

produselor mentionate, amestecuri caracterizate prin confinutul in P2O5 care este cuprins intre 593 gi 70 % fat2 de substanta uscat2 calcinats, precum gi prin pH-ul solufiei 1 % de circa 9,0, iar continutul in polifosfati ciclici 5: 8 %.

De remarcat c3 pH-ul polifosfatilor componenti ai amestecurilor comerciale este cuprins intre 8,3 gi 10,4, cu exceptia hexametafosfatului care are pH 6,4 care este utilizat in proportie redus2 in amestecuri gi, respectiv cu exceptia pirofosfatului acid care are pH = 4,2 gi care nu este utilizat d e d t la anumite salamuri crude.

Nivelul de polifosfati autorizat a fi folosit la fabricarea preparatelor din carne este de 3 glkg (exprimat ca P2O5). Avand in vedere continutul de fosfafi ai csrnii utilizate la fabricarea preparatelor din carne (4,5 glkg exprimat ca P2O5), nivelul de fosfati in produsul finit nu trebuie s2 dep2geascs 6,5 - 7,5 glkg exprimat ca P205 in conditiile utilizarii a 2 - 3 glkg polifosfati exprimat ca P205.

Polifosfatii se utilizeazs gi in industria laptelui gi anume: - la fabricarea briinzeturilor topite fiind componenti ai sarurilor de topire cu

rol in realizarea emulsiei proteinelgr5sime. Dacs se adauga in cantitsti excesive (> 6,O - 7,5 g Plkg), se formeazs ortofosfati sub form2 de cristale insolubile care sunt percepute gustativ de consumator. Polifosfatii utilizati sunt piro gi metafosfatul de Na, polifosfatul de Na gi K.

- la fabricarea laptelui concentrat gi lapte praf sub forms de polifosfafi de Na sau K, respectiv difosfati in cantitate de:

0 , l % P2O5 dac2 substanta uscats a produsului este < 28 %; 0,15 % P2O5 daca substanta uscat2 este > de 28 %;

- la fabricarea laptelui concentrat gi lapte sterilizat UHT, sub forms de polifosfati iiniari de Na sau K sau trifosfati, in cantitate de I 0,l % P205.

Alte utilizsri ale polifosfatilor se refer2 la amestecurile de afiinare chimica pentru fabricarea produselor fsinoase gi de patiserie (biscuiti, turte dulci, grisine, vafe). De regul2, se utilizeaza pirofosfat acid de sodiu care reprezints 38 - 44 O/O

din amestecul de afiinare. Conform Comitetului mixt FAOlGXS nivelul de fosfor ingerat zilnic de om

din alimente nu trebuie s5 depsgeasca 70 mglkilocorp, respectiv 5 g124h ceea ce implic2 respectarea cu strictete a dozelor de polifosfafi autorizafi a fi utilizati in alimente.

1. Banu, C. $.a. Adifivi yi ingrediente pentru industria alimentars. Editura Tehnics, Bucuregti, 2000.

2. Bousset, J. L' emploi des nitrates et des nitrites pour le traitement des produits carnes: aspects technologiques et. microbiologiques. Ann. Nutr. Alim. 1976, D. 707.

3. ~ u r k i n , J. $.a. Les polyphosphates dans les denrhes alimentaires. Ind. Alim. et. Agr. 9, 1984, p. 789.

4. Ellinger, R.H. Phosphates in food additives. CRC Press, 1977.

308 Principiile conserv3rii produselor alimentare

5. Frauin, A. Nitrates et nitrites en charcuterie/salaison. Ind. Alim. et. Agr. 4, 1978, p. 285.

6. Frain, A. $.a. ~ t u d e sur l'etat du nitrite dans les produits de viandes. Ann. Nutr 7. Kach, F. Les erythorbates (isoascorbates) en charcuterie/salaisons. Ind. Alim.

et. Agr. 9, 1944, p.553. 8. Pearson, A.M.; Dutson, T.R. Advances in meat research vol. 2. Meat and

poultry microbiology. Avi Publishing Company, Inc. Westport, Connecticut. 1986.

9. Rippchen, R.D. A review of factors influencing salt retention. 10. *** Meat curing and non meat ingredients. In: Principle of Food Science. 1 1. *** Curing of meat and poulty products. 12. *** Tumer S.R. Salting fish.

CONSERVAREA CU AJUTORUL FUMULUI A PRODUSELOR ALIMENTARE

26.1. CONSlDERATll GENERALE

Conservarea prin afumare are la bazs principiul anabiozei, respectiv chirnio- anabiozei, procedeul de conservare fiind antiseptoanabioza. Fumul este produs in prezent in generatoare de furn, iar produsul se introduce in inciwe de afumare izolate termic (celule), unde se aduce furnul debitat de generator la anumiti parametri (temperaturi pi umiditate relativs, vitezs de circulatie, densitate, etc.).

Se utilizeazg urmstoarele tipuri de generatoare: conventionale, unde ternperatura de combustie a rumegugului poate ajunge la 800°C, aceasta putsnd fi scazut5 prin scsderea cantitstii de aer introdus in focar gi prin reglarea umiditstii rurnegugului. Furnul obtinut nu are capacitate arornatizants ridicatg gi contine gudroane gi hidrocarburi policiclice aromate; prin frictiune, in care caz combustia lernnului are loc la aprox. 400°C. Furnul are calitate bung; prin fluidizare, in care caz rumegugul este adus cu aer comprimat intr-un reactor, unde se incslzegte cu aer cald la temperatura de 300 "... 400°C. Furnul are calitate buns.

in prezent se folosegte pi fum lichid care se obtine, se comercializeaz2 gi se utilizeaza conform schemei prezentate in figura 109.

In unele p r i se practics gi afumarea in csrnp electrostatic de inalts tensiune, in care caz are loc ionizarea fumului aerosol intre doi electrozi, din care unul coronar gi altul de depunere (pe care se agaz3 pi produsul), componentele ionizate din fum depunhdu-se pe produs at i t sub foqa cimpului electrostatic dar qi sub foqa gravitationala. Depunerea particulelor ionizate din fum la suprafata produsului este influentata de: tensiunea de alimentare a electrodului emitstor (40 - 60 kV); distanta fats de electrodul ernitstor (70 - 100 mm); viteza de curgere a fumului intre electrozi (0,5 - 2 rn/s); durata de expunere (2 - 5 min); concentratia substantelor utile din furn.