Pasteurizarea alimentelor de înaltă presiune
De ce pasteurizarea la presiune înaltă?
Pasteurizarea la presiune înaltă este un proces fizic de conservare a alimentelor. Termenii generici „tratament de înaltă presiune”, „tratament de înaltă presiune”, „UHP” și procesare de înaltă presiune (HPP) sunt de asemenea des folosiți.
Scopul este de a dezactiva microorganismele și enzimele nedorite cu acest proces non-termic („rece”) fără a trebui să accepte pierderi de calitate, cum ar fi cele care apar atunci când se aplică căldură. Calitatea senzorială și nutrițională ar trebui păstrată în special în produsele pasteurizate de înaltă presiune în comparație cu produsul netratat.
Cum se pasteurizează presiunea înaltă?
Alimentele solide sunt ambalate într-o manieră flexibilă, etanșă și rezistentă la presiune (de exemplu, în folii cu folie termocontractabilă) și plasate într-un recipient sub presiune. Aceasta conține, de asemenea, apă, care servește ca mediu pentru transmiterea presiunii. Creșterea presiunii are loc fie printr-un piston acționat conform principiului hidraulic, care este deplasat în vasul de presiune (Fig. 1), fie printr-un generator de presiune și o linie de presiune (Fig. 2).
Figura 1: Principiul tratamentului direct la presiune înaltă
Figura 2: Principiul tratamentului indirect de înaltă presiune
O presiune uniformă de 100 până la 1000 MPa (1000 până la 10 000 bar) se exercită asupra apei și, astfel, și asupra alimentelor ambalate *.
* 1 MPa = 1.000.000 Pa
1 Pascal (Pa) este presiunea care apare atunci când o forță de 1 Newton (N) acționează perpendicular pe o suprafață de 1 m 2. În plus față de unitatea internațională Pascal, unitatea mai veche 1 bar = 100.000 Pa este utilizată și pentru presiune.
Condiția prealabilă pentru distribuția uniformă a presiunii este ca alimentele ambalate să conțină lichid și să nu aibă cavități umplute cu gaz. Pentru alimentele care îndeplinesc aceste criterii, nu există nicio diferență în efectele tratamentului de înaltă presiune între zonele exterioare și interioare. Acest efect uniform - indiferent de dimensiunea și forma produsului - este un avantaj în comparație cu procesele de încălzire.
După expirarea timpului de expunere, presiunea este eliberată din nou la presiunea ambiantă.
Alimentele lichide pot fi expuse direct la presiune, adică fără un mediu de transmisie.
În funcție de tipul și compoziția alimentelor, sunt necesare presiuni diferite și timpi de expunere.
| Pregătirea fructelor | 800 | Al 6-lea | 20 |
Sunt microorganismele inactivate de presiune ridicată?
Microorganismele sunt sensibil sensibile la presiune. În timp ce drojdiile și mucegaiurile sunt deja inactivate la presiune scăzută, unii viruși și spori bacterieni pot face acest lucru numai dacă sunt expuși la presiuni foarte ridicate sau sunt suplimentar tratate termic. Spori z. B. poate supraviețui presiunilor de peste 1000 MPa. După ce germinează și se înmulțesc după eliberarea presiunii, o opțiune este germinarea sporilor la presiune mai mică și apoi uciderea sporilor germinați la presiune mai mare.
Condițiile ideale pentru inactivarea dorită trebuie selectate în funcție de tipul de microorganisme și de compoziția alimentelor.
Ingredientele alimentare sunt schimbate prin presiune ridicată?
Acțiunea presiunii favorizează toate procesele asociate cu o reducere a volumului. De aceea, de preferință, au loc tranziții de fază sau reacții chimice în care produsul final are un volum mai mic decât materia primă.
Deci z. B. Gheață sub presiune, deoarece volumul este redus prin tranziția de fază de la solid la lichid. Procesele de disociere sunt promovate, ceea ce duce la o schimbare a valorii pH-ului în domeniul acid.
Ingredientele individuale ale unui aliment reacționează diferit la efectele presiunii ridicate. Deoarece legăturile covalente sunt reținute sub presiune, moleculele mai mici (de exemplu, vitamine, substanțe aromatice) sunt mai puțin sensibile la presiune decât moleculele mai mari (de exemplu, proteine), a căror structură spațială este stabilizată de tipuri mai slabe de legături.
Proteine
Presiunea ridicată afectează legăturile care stabilizează structura spațială a proteinelor. În funcție de nivelul de presiune, structurile proteice sunt modificate reversibil sau ireversibil.
În cazul enzimelor, care sunt și proteine, modificarea structurală (denaturarea) poate duce la influențarea proprietăților enzimei. Activitatea enzimei poate fi redusă sau crescută.
Cu toate acestea, proteinele pot fi, de asemenea, modificate în mod specific prin tratament de înaltă presiune. De exemplu, modificările structurale pot duce la formarea de geluri proteice care sunt foarte netede și elastice. Utilizarea unor astfel de geluri pentru produse noi precum. B. în zona desertului este de conceput.
Faptul că carnea musculară este fragilizată prin tratament de înaltă presiune poate fi utilizat și în ceea ce privește tehnologia alimentară.
Grăsimi
Expunerea la presiune ridicată poate schimba comportamentul atunci când grăsimile se topesc și cristalizează.
Cu toate acestea, tratamentul cu presiune ridicată afectează grăsimile nu numai fizic, ci și chimic. Măsura în care deteriorarea grăsimilor este favorizată de oxidare depinde de compoziția alimentelor și de condițiile de tratament. La fel și z. B. a găsit o susceptibilitate crescută la modificări oxidative la pește și carne dacă presiunea a fost peste 400 MPa.
Folosind exemplul acizilor grași nesaturați oleic, linoleic și acid linolenic, totuși, s-ar putea arăta că procesul de oxidare este prevenit în timpul tratamentului sub presiune chiar și într-o atmosferă de oxigen pur.
glucide
Structura moleculară a glucidelor nu este modificată prin tratamentul cu presiune ridicată. Cu toate acestea, este posibil ca proprietățile carbohidraților să fie influențate, de ex. B. în capacitatea lor de a lega apa. Gelificarea poate apărea cu amidon. Astfel de geluri pot fi utilizate ca înlocuitori ai grăsimilor.
Defalcarea enzimatică a carbohidraților poate avea loc diferit în alimentele tratate la presiune înaltă decât în alimentele netratate.
Reacțiile de rumenire non-enzimatică, deoarece apar adesea la pasteurizarea cu căldură, par a fi mai puțin frecvente la pasteurizarea la presiune înaltă.
Alte ingrediente
Studiile arată că vitaminele A, B1, B2, B6 și C sunt stabile la temperaturi scăzute și timpi scurți de expunere la presiune. La temperaturi mai ridicate (70 ° C) și timpii de expunere la presiuni ridicate de până la 60 de minute, conținutul majorității vitaminelor examinate este redus cu până la 50%. Conținutul de vitamina C rămâne stabil sub excluderea oxigenului chiar și în condiții extreme de presiune și temperatură. El este z. B. în suc de portocale tratat la presiune înaltă comparativ cu suc netratat aproape la fel.
Potențialul antioxidant solubil în apă al sucului de portocale, pentru care acidul L-ascorbic și compușii fenolici sunt responsabili în principal, este, de asemenea, păstrat în mare măsură după tratamentul la presiune înaltă.
Conținutul de carotenoizi dintr-un nectar portocaliu-morcov-lămâie nu este, de asemenea, influențat doar de tratamentul cu presiune ridicată.
Culoarea și aromele sunt, de asemenea, stabile în condiții de proces adecvate.
rezumat
Deoarece ingredientele se pot schimba nedorit sub presiune ridicată, condițiile adecvate pentru tratamentul la presiune ridicată trebuie găsite în funcție de compoziția alimentelor.
Dacă acestea sunt optimizate, produsele de lungă durată pot fi produse fără schimbări semnificative de culoare sau gust, în funcție de aliment. Cu o calitate senzorială care corespunde cu cea a produsului proaspăt, pasteurizarea de înaltă presiune asigură o siguranță microbiană suficientă.
Studiile anterioare arată că anumite ingrediente valoroase, care sunt instabile în timpul pasteurizării la căldură, sunt păstrate complet sau în mare măsură în timpul tratamentului la presiune înaltă.
În ceea ce privește potențialul alergic, pasteurizarea la presiune înaltă trebuie să ofere același nivel de siguranță ca procesele de încălzire care erau obișnuite până acum.