8. Metody zwiększania trwałości żywności

8.1. Metody fizyczne utrwalania żywności

Utrwalanie żywności ma na celu przedłużenie jej trwałości oraz zabezpieczenie surowców i produktów przed psuciem. Proces ten osiąga się poprzez zniszczenie drobnoustrojów lub zahamowanie ich aktywności, ograniczenie niekorzystnych zmian fizykochemicznych (takich jak zbrylanie czy autooksydacja), zastosowanie substancji hamujących rozwój mikroorganizmów, a także pełną ochronę przed wtórnym zakażeniem, szkodnikami i zanieczyszczeniami.

Metody fizyczne polegają na działaniu czynnikiem termicznym, mechanicznym lub osmotycznym bez wprowadzania chemicznych substancji konserwujących.

Stosowanie niskich temperatur

• Chłodnictwo (0–10°C): Obniżenie temperatury o 10°C powoduje 2–3-krotne spowolnienie reakcji chemicznych oraz 5–10-krotne zmniejszenie szybkości reakcji biochemicznych. Przechowywanie w temperaturze niższej niż optymalna dla danego surowca prowadzi do tzw. uszkodzenia chłodniczego (objawiającego się brązowieniem lub plamami na skórce owoców i warzyw).

• Zamrażalnictwo (szybkie chłodzenie -20°C do -40°C, przechowywanie w -18°C): Jedna z najskuteczniejszych metod zachowujących wartości odżywcze i cechy organoleptyczne. Kluczowym etapem jest szybkie przejście przez przedział od -2°C do -5°C, co zapobiega tworzeniu się dużych kryształków lodu niszczących strukturę komórkową i białka. Podczas zamrażania występują również niekorzystne procesy (np. jełczenie tłuszczów, brunatnienie enzymatyczne). Zabronione jest ponowne zamrażanie produktów rozmrożonych, gdyż sprzyja to gwałtownemu namnażaniu bakterii.

Stosowanie wysokich temperatur

W pasteryzacji (do 100°C) dobór parametrów zależy od kwasowości: dla produktów o niskiej kwasowości (pH > 4,5) celem jest eliminacja bakterii chorobotwórczych, a dla produktów kwaśnych (pH < 4,5) zniszczenie enzymów i drobnoustrojów psujących.

Odwadnianie żywności

• Suszenie: Obniżenie zawartości wody do 1–15% hamuje rozwój drobnoustrojów i procesy enzymatyczne.

  • Metody naturalne: suszenie słoneczno-powietrzne oraz wietrzno-powietrzne.

  • Metody sztuczne: konwekcyjne, kontaktowe, radiacyjne, dielektryczne, próżniowe oraz sublimacyjne (liofilizacja – usunięcie wody ze stanu stałego w parę z pominięciem fazy ciekłej).

• Zagęszczanie: Usuwanie wody z produktów płynnych przez odparowanie do zawartości około 30% wody (tworzenie koncentratów z mleka, soków, pomidorów).

Metody osmoaktywne Polegają na podniesieniu ciśnienia osmotycznego środowiska:

• Dodatek cukru: Stężenie 25–35% ogranicza rozwój bakterii, 65% hamuje drożdże, a 70–80% zatrzymuje rozwój pleśni (syropy owocowe).

• Dodatek soli: Wykazuje wyższą zdolność podnoszenia ciśnienia osmotycznego niż cukier. Stężenie 18–20% skutecznie hamuje rozwój drobnoustrojów (śledzie, słonina, grzyby, zielenina, mieszanki warzywne).

8.2. Metody chemiczne utrwalania żywności

• Dodawanie substancji konserwujących: Wprowadzanie niewielkich ilości (poniżej 0,1–0,2 mg/kg) związków chemicznych, takich jak siarczany, azotany czy bezwodnik kwasu siarkowego. Skuteczność zależy od pH, temperatury, składu produktu i mikroflory.

• Peklowanie: Działanie na mięso mieszanką peklującą (sól, azotyny, cukier, kwas askorbinowy), co utrwala barwę i hamuje rozwój drobnoustrojów. Stosuje się metodę suchą (nacieranie), mokrą (zanurzenie w roztworze) oraz kombinowaną (nacieranie + nastrzykiwanie).

• Obniżanie pH: Stosowanie kwasów organicznych (octowy, mlekowy, jabłkowy, cytrynowy). Najpopularniejszy kwas octowy tworzy grupę produktów zwanych marynatami (np. ogórki konserwowe).

8.3. Metody fizykochemiczne utrwalania żywności

Metody te łączą oddziaływanie czynnika fizycznego (temperatura) oraz chemicznego (substancje aktywne). Głównym przykładem jest wędzenie, polegające na nasyceniu surowca dymem wędzarniczym o właściwościach bakteriobójczych:

• Wędzenie na zimno (15–25°C): Proces długotrwały; dym nadaje zapach, jednocześnie konserwując i osuszając produkt.

• Wędzenie na gorąco (70–100°C): Proces krótkotrwały; dym dociera do powierzchniowych warstw, a wysoka temperatura powoduje utratę surowości.

8.4. Metody biologiczne utrwalania żywności

Podstawową biologiczną metodą utrwalania jest fermentacja. Czynnikiem konserwującym wytwarzanym przez drobnoustroje podczas tego procesu jest kwas mlekowy (np. kiszenie kapusty, ogórków).

8.5. Metody niekonwencjonalne

Do nowoczesnych i niekonwencjonalnych technik utrwalania należą:

• Promieniowanie jonizujące: Niszczenie drobnoustrojów promieniami X.

• Drgania naddźwiękowe: Niszczenie struktury mikroorganizmów falami o wysokiej częstotliwości.

• Wysokie ciśnienie: Mechaniczna inaktywacja mikroflory.

• Mikrofiltracja i ultrafiltracja: Mechaniczne usuwanie drobnoustrojów z płynów (np. mleka) przy użyciu membran.

8.6. Zmiany zachodzące w procesach utrwalania żywności

Utrwalanie żywności niesie ze sobą szereg pożądanych efektów konserwacyjnych, ale może wywoływać również zmiany obniżające jakość surowca.