CONSERVAREA PRODUSELOR ALIMENTARE

Mijloacele folosite pentru a prelungi durata de pastrare a produselor alimentare pot provoca pierderi de trofine. In actiunea de conservare a alimentelor trebuie sa se aiba in vedere nu numai evitarea alterarii ci si mentinerea valorilor nutritive. Pentru a evita degradarea produselor alimentare trebuie vazut modul cum se comporta diferitele trofine sub influenta factorilor ce intervin in timpul conservarii.

1.1. Stabilitatea trofinelor

In cursul diferitelor operatii, unele trofine fiind hidrosolubile trec in apa de spalare sau in care s-a facut prelucrarea termica, altele prin modificarea pH-ului si mai ales prin ridicarea temperaturii se pot distruge sau intra in combinatii rezistente la actiunea sucurilor digestive. Deosebit de sensibile sunt vitaminele, acizii grasi polienici si unii aminoacizi. Cea mai vulnerabila este vitamina C intrucat se oxideaza usor, trecand in substante inactive, iar prin expunere la lumina si in mediu alcalin se distruge.

In unele legume si fructe oxidarea acestei vitamine este catalizata de prezenta unei ascorbinoxidaze. Actiunea ascorbinoxidazei este favorizata de incalzire si de unele metale (cupru, fier etc.). Pentru evitarea pierderilor de vitamina C se recomanda inactivarea ascorbinoxidazei, prelucrarea la adapost de aer (vacuum), folosirea utilajelor de aluminiu sau de otel inoxidabil, interzicerea folosirii de alcalii si unde este posibil acidifierea mediului.

Dintre vitaminele apartinand grupului B, cele mai putin stabile sunt tiamina, acidul folic si vitamina B₁₂, care fiind putin rezistente la actiunea caldurii, nu suporta tratamente termice intense (autoclavare) si in prezenta aerului si a luminii o parte se inactiveaza.

Vitamina A este termorezistenta, fiind insa foarte sensibila in prezenta oxigenului, continutul alimentelor in aceasta vitamina scade.

Celelalte vitamine liposolubile rezista la temperaturi inalte dar sunt sensibile la actiunea alcaliilor oxigenului si a radiatiilor ultraviolete.

Acizii grasi polienici (esentiali) se oxideaza foarte usor, mai ales sub influenta luminii sau in prezenta urmelor de metale catalitice (cupru, fier etc. ).

La temperaturi inalte, folosite pentru distrugerea microorganismelor, unii aminoacizi (arginina, cisteina, lizina, metionina, treonina) se distrug sau se combina cu glucide reducatoare dand compusi enzimo-rezistenti care neputand fi hidrolizati de sucurile digestive ajung in fecale.

Multe din reactiile care duc la pierderea unor trofine sunt pur fizico-chimice si depind de structura acestora, insa altele se realizeaza prin interventia unor enzime preexistente in alimente sau furnizate de microorganismele care au patruns in ele. Cunoasterea relatiei dintre activitatea enzimelor si a microorganismelor, pe de o parte, si conditiile de care ea depinde pe de alta parte, arata ca prelungirea conservabilitatii produselor alimentare se poate obtine fie prin expunere la frig (refrigerare, congelare) sau aplicand diferite tratamente termice (pasteurizare, fierbere, sterilizare), fie prin scaderea proportiei de apa sub un anumit nivel si ridicarea presiunii osmotice (uscare, deshidratatre, sarare, afumare) sau prin acidifiere (murare, marinare).

In continuare vom prezenta modul de aplicare a diverselor tehnici de conservare pe grupe de alimente, aratand si unele din efectele determinate de acestea asupra proprietatilor organoleptice si valorii nutritive a alimentului.

1.2. Conservarea laptelui si a derivatelor lactate

Laptele reprezinta un mediu prielnic de dezvoltare a microorganismelor, fiind un aliment cu grad mare de perisabilitate. El se consuma numai dupa o prealabila igienizare, in urma careia creste solubilitatea si conservabilitatea in vederea transportului.

Una din metodele de igienizare a laptelui este pasteurizarea (incalzirea la temperaturi sub 100^oC).

In functie de durata aplicarii tratamentului termic si de nivelul temperaturii se deosebesc mai multe feluri de pasteurizare:

- pasteurizare joasa (incalzire la 65^oC timp de 20 minute);

- pasteurizare inalta (10-20 minute la 71-74^oC);

- pasteurizare foarte inalta (10-20 minute la 85-90^oC);

- sterilizarea laptelui la temperaturi de peste 100^oC.

Prin sterilizare se distrug atat formele vegetative cat si cele sporulate ale germenilor, asigurandu-se o conservabilitate mare.

Sub actiunea caldurii si in functie de intensitatea tratamentului termic, laptele poate suferi o serie de modificari: coagularea lactalbuminei si lactoglobulinei, distrugerea unor vitamine hidrosolubile.

Laptele pasteurizat sau sterilizat trebuie pastrat in continuare la temperatura scazuta (max. 10^oC) si nu mai mult de 48 ore, pentru ca o serie de germeni ramasi chiar dupa supunerea lui la tratament termic, s-ar putea dezvolta, alterandu-l.

Pentru o mai buna conservare a laptelui s-a recurs la deshidratarea prin care continutul de apa se reduce la sub 5% in laptele praf si la sub 25% in laptele concentrat.

Laptele praf pastrat la max. 10^oC, umiditate max. 75% are durata de conservare un an. Pentru reconstituirea unui litru de lapte se vor dizolva 125g lapte praf in 850-950 ml apa fiarta si racita in prealabil la o temperatura de 40-45^oC. Nu se prepara laptele praf decat cu putin timp inaintea folosirii. Nu se admit substante chimice la conservarea laptelui, acestea fiind nocive pentru organismul consumator.

Laptele se mai poate conserva si cu ajutorul unor temperaturi scazute: refrigerarea si congelarea. Aceste procedee influenteaza in mica masura valoarea nutritiva si calitatile organoleptice ale produsului.

In gospodariile individuale conservarea laptelui se face prin fierbere si pastrare in vase acoperite, la maxim 10^oC. Pastrat la frigider, laptele poate fi mentinut nealterat max. 48 ore.

Prepararea sub forma de branzeturi reprezinta o modalitate de conservare pe durata mai lunga a factorilor nutritivi din lapte. si pentru pastrarea lor sunt necesare anumite precautii. Branza de vaci se va pastra max. 24 ore la rece (in jur de 0^oC) fiindca se altereaza foarte usor. Branza trebuie sa se pastreze la temperaturi de max. 10-12^oC. Frisca si smantana se pastreaza numai in frigider.

1.3. Conservarea carnii si a derivatelor sale

Dupa sacrificarea animalelor, carnea trece printr-o serie de modificari biochimice: rigiditate musculara, maturare etc.

Rigiditatea se instaleaza in carne ca urmare a acidifierii acesteia datorita descompunerii glicogenului muscular pana la acid lactic pe de o parte, iar pe de alta parte ca urmare a descompunerii acidului adenozin trifosforic in acid adenozin difosforic si acid fosforic. Acidul lactic si acidul fosforic cumulat in carne, duce la scaderea aciditatii la valori de 5,4-5,6 la care se uneste actina cu miozina dand acto-miozina (rigiditatea musculara). Ea dureaza in medie 24 de ore. Dupa aceasta urmeaza procesul de maturare a carnii, fenomen ce are loc sub influenta unor enzime tisulare (catepsine din grupul C). In cursul acestui proces biochimic se produc noi transformari care duc la imbunatatirea calitatilor organoleptice si nutritive ale produsului. Proteinele se vor transforma in produsi mai simpli de tipul albumozelor si peptonelor sau chiar in aminoacizi. Treptat se vor produce procese de autoliza care au drept consecinta inmuierea carnii. Ca si modificari fizico-chimice, pe timpul maturarii carnii creste pH-ul la valori de 6,0-6,2 iar amoniacul la valori de 20 mg % sau chiar peste aceste valori.

Analiza: Paltin argintiu - specie nerezistenta la seceta, dar rezistenta la geruri Analiza: Porumbarul (Prunus spinosa)

Cele mai dese procese de conservare a carnii sunt refrigerarea si congelarea acesteia.

Refrigerarea carnii se face la 0-4^oC, la aceasta temperatura se reduc procesele biochimice determinate de enzimele proprii sau de microorganisme. Depozitarea carnii refrigerate se face la 0-2^oC, U. R. 85% max. 21 zile in cazul carnii de vita si max. 10 zile in cazul carnii de porc.

1.3.1. Congelarea carnii

Se efectueaza la temperaturi mai scazute -25^o. . . -35^oC.

Pastrarea in continuare a carnii congelate necesita o temperatura de -18^oC, U. R. pana la 100%.

In cursul congelarii carnii si pestelui au loc procese biochimice a caror intensitate depinde de viteza cu care s-a efectuat congelarea, acestea fiind mai intense in cazul congelarii lente. Se produce o degradare a glicogenului, iar proteinele sufera un fenomen de denaturare si ca urmare scade solubilitatea lor.

Intensitatea proceselor de denaturare are o stransa legatura cu momentul cand se produce congelarea, raportat la momentul sacrificarii: modificarile sunt mai mici in carnea supusa congelarii inaintea aparitiei rigiditatii si mai importante daca se congeleaza carnea in timpul instalarii rigiditatii sau dupa aceea.

Modificarile carnii la decongelare depind de modul cum s-a facut congelarea. Astfel in cursul congelarii lente se formeaza cristale mari de gheata intre fibrele musculare. Membrana fibrelor musculare (sarcolema) poate fi perforata sau rupta, iar tesutul conjunctiv isi pierde integritatea. Daca muschiul contine o cantitate mare de apa, in aceste cazuri pot fi evidentiate unele modificari histologice. Decongelarea este urmata de aparitia unor modificari in compozitia diversilor constituenti ai carnii. Prin topirea cristalelor de gheata apa care contine proteinele solubile, substantele extractive azotate si neazotate, sarurile minerale si vitaminele se va scurge sub forma de suc. Daca congelarea s-a facut rapid, cristalele mici topindu-se in interiorul fibrelor musculare vor pastra sucul cu substantele sale. Daca insa congelarea s-a facut lent si s-au format cristale mari de gheata localizate mai ales in afara fibrelor musculare, la topire, in cursul decongelarii, sucul nu va mai putea intra in celule ci se va scurge in afara fibrelor musculare si, odata cu el, se vor pierde toate substantele extractive si nutritive hidrosolubile. Calitatile organoleptice si nutritive ale carnii respective vor scadea apreciabil.

Cand carnea congelata este depozitata in conditii necorespunzatoare timp indelungat, se produc in interiorul ei diferite procese de degradare. Grasimile se ingalbenesc si capata gust ranced. Straturile superficiale ale produsului sufera un proces de oxidare a pigmentilor si ca urmare isi schimba culoarea. La peste aceste modificari sunt mult mai rapide.

Sterilizarea carnii se poate face prin introducerea sa in recipiente ermetice si supunerea la temperaturi ridicate de 115-120^oC timp de 30-120 de minute.

In cursul sterilizarii se produc modificari de culoare, gust, consistenta, valoare nutritiva. Apar o serie de compusi solubili in tesutul muscular care modifica aroma si gustul carnii. Mai ales compusii cu sulf au rol important in producerea aromei in cursul sterilizarii. In acelasi timp survin modificari de textura rezultate in urma hidrolizei colagenului si formarii gelatinei solubile; carnea se inmoaie si dobandeste o digestibilitate mai buna.

Este recomandabil sa nu se consume conserve mai vechi de 2 ani de la obtinere.

1.3.2. Sararea carnii

asigura conservarea prin:

- deshidratarea carnii;

- deshidratarea celulei bacteriene;

- fixarea ionilor de Cl si Na la nivelul legaturilor dipeptidice ale substantelor proteice din carne.

Specialitatile de carne se sareaza prin injectare de saramura.

Pentru ca produsul sa aiba o culoare roz asemanatoare carnii proaspete, se obisnuieste sa se adauge la saramura azotat de sodiu (silitra) care se transforma in nitrit sub actiunea bacteriilor denitrifiante si in oxid de azot. Acesta se combina cu mioglobina si da un produs numit nitrozomioglobina de culoare roz. Carnea sarata se pastreaza la temperatura de 0-4^oC. Inainte de a fi supusa tratamentului termic, carnea sarata va fi tinuta cca. 24 ore in apa rece, care se va schimba de cateva ori pentru desarare.

1.3.3. Afumarea carnii

Se poate efectua la cald (hituire) la o temperatura de 60-90^oC, intermediar la 25-40^oC si afumare rece la 10-25^oC. Prin afumare se realizeaza o deshidratare a carnii (12%) si in acelasi timp o impregnare a carnii cu diverse substante din fum. Pentru obtinerea fumului se folosesc lemne de esenta tare.

Afumarea carnii se asociaza de obicei cu alte procedee de conservare , uscare, sarare. Fumul se foloseste cu scopul de a imbunatati calitatile gustative pentru prelungirea perioadei de conservare a produselor.

Fumul este un aerosol obtinut prin arderea incompleta a lemnului. In compozitia lui intra: gaze (CO, CO₂, CH₄, H₂, C₂H₄); acizi (acetic, formic, furonic); alcooli (metilic, etilic, izoamilic); cetone (acetona, diacetilul); aldehide (formica, acetica); gudroane usoare (hidrocarburi aromatice, fenoli, crezoli, guaiacoli etc.) si particole de carbune ce formeaza partea solida.

Actiunea fumului asupra produselor

Fenolii actioneaza puternic asupra lui Escherichia coli si Bacillus proteus. Mai rezistente sunt formele sporulate de B. subtilis si B. mezentericus si unele suse de mucegaiuri. Pe suprafata unui produs afumat incarcatura de germeni poate fi de 10⁴ ori mai mica decat la un produs neafumat.

Actiunea fumului creste cu cat temperatura fumului este mai ridicata si umiditatea mai scazuta. Temperatura ridicata favorizeaza coagularea proteinelor musculare, forma sub care sunt mai greu atacate de bacteriile de putrefactie. Actiunea fumului creste in mediu acid.

Datorita fenolilor fumul are actiune antioxidanta asupra grasimilor. Fumul imbunatateste calitatile gustative ale produselor prin substantele aromatizate pe care le contine. Se considera ca aldehidele si cetonele sunt principalele substante aromatizante din fum.

Afumarea produselor se realizeaza prin depunerea substantelor de afumare pe suprafata produsului de unde apoi difuzeaza in interiorul lui. Difuzarea este direct proportionala cu temperatura, viteza de circulatie si densitatea fumului.

Datorita continutului in anumite hidrocarburi si in special a benzpirenului, fumul se crede ca ar avea actiune cancerigena. Totusi, in cantitatea redusa in care se gaseste benzpirenul in fum nu ar putea sa produca astfel de tulburari. Pentru indepartarea benzpirenului se folosesc filtre electrostatice sau se intretine arderea lemnului la temperaturi sub 300^oC. Curatirea gudroanelor depuse in afumatorii cat mai des contribuie la reducerea cantitatii de benzpiren.

La produsele depozitate necorespunzator, sau un timp prea indelungat, se instaleaza procese alternative manifestate prin mucegai sau mucus la suprafata, disparitia luciului, consistenta se micsoreaza incat prin apasare cu degetul se patrunde in interior, apare mirosul de inchis sau de descompunere.

La o depozitare prea indelungata produsul se usuca si la interior poate suferi procese de alterare hidrolitica.

La produsele tinute intr-o incapere prea aerata si un timp prea indelungat, grasimea rancezeste.

1.3.4. Conservarea prin uscare si deshidratare

Viata a aparut in apa si desfasurarea ei nu este posibila decat in prezenta acesteia. Apa, fiind conditie esentiala pentru realizarea proceselor metabolice care stau la baza vietii, microorganismele nu se pot dezvolta luxuriant decat in alimentele care contin un anumit grad de umiditate si, daca aceasta este scazuta, inmultirea se face greu sau chiar nu mai are loc.

Drojdiile si mucegaiurile inceteaza sa se dezvolte, cand umiditatea mediului in care traiesc scade sub 15%, iar pentru proliferarea bacteriilor este nevoie ca proportia de apa sa fie de cel putin 30%.

In functie de intensitatea reducerii disponibilului de apa se vorbeste de uscare cand umiditatea este micsorata la 25-10% si de deshidratare cand continutul in apa al produselor alimentare este scazut la 8-4%.

Uscarea alimentelor , se realizeaza la scara industriala, in instalatii (cuptoare) special amenajate, oferind avantajul de a putea regla si controla atat temperatura (intre 45-90^oC) cat si umiditatea (intre 25-30%) si viteza de circulatie a aerului cald.

In aceste conditii timpul de uscare se reduce la 5-10 ore, in functie de natura alimentelor prelucrate. Daca instalatia dispune de vacuum, uscarea se poate obtine la temperaturi ce nu depasesc 40-50^oC si intr-un timp si mai scurt, ceea ce favorizeaza pastrarea valorii nutritive a produselor.

Intrucat pana la uscare enzimele proprii si unele microorganisme continua sa activeze, alimentele pot suferi diferite modificari. O parte din grasimile aflate in carne si peste se hidrolizeaza sau se oxideaza facand ca produsele sa capete gust ranced. Oxidazele din legume si fructe, catalizand oxidarea gruparilor fenolice in chinonele respective, provoaca brunificarea produselor iar ascorbinoxidaza distruge aproape toata vitamina C, facand ca prin uscare, legumele si fructele sa piarda una din cele mai importante insusiri nutritive. Pentru evitarea acestor neajunsuri, cele mai multe legume si fructe destinate uscarii sunt in prealabil oparite.

Deosebit de avantajoasa pare sa fie uscarea cu ajutorul razelor infrarosii care actioneaza prin penetrare si degradare termica fara efecte fotochimice si cu pierderi minime de vitamine.

Deshidratarea se obtine prin indepartarea unei cantitati mai mari de apa, astfel incat produsul alimentar sa aiba o umiditate de max. 4-8%. Aceasta metoda se intrebuinteaza pentru oua si mai ales pentru lapte. Deshidratarea se realizeaza fie prin contact direct cu suprafata incalzita la 90-130^oC, a unor valturi rotative, fie prin pulverizare intr-un contracurent de aer incalzit la 65-75^oC sau la mai putin de 50^oC, de uscare in vacuum.

Cu cat temperatura de uscare este mai joasa, cu atat produsul finit prin rehidratare reproduce mai fidel alimentul natural. Gradul de solubilitate in apa a produsului sub forma de praf este mai mare cand temperatura de uscare a fost mai scazuta.

Cu toate progresele tehnice realizate in deshidratarea alimentelor, valoarea nutritiva a produselor sub forma de praf este ceva mai redusa. Pe de o parte, unii aminoacizi (arginina, lizina etc.) devin indispensabili sau se distrug pe de alta parte continutul in unele vitamine (C, A, B₁) se micsoreaza.

Intrucat produsele alimentare sunt higroscopice si in timpul stocarii grasimile se oxideaza, pentru a prelungi durata de conservare si a reduce pierderile de trofine este necesar ca ele sa fie introduse in ambalaje impermeabile si ermetic inchise si acestea sa fie pastrate intr-un spatiu unde umiditatea relativa sa nu depaseasca 70%, iar temperatura sa fie sub 10-12^oC.

1.3.5. Conservarea prin acidifiere

Conservarea prin acidifiere se aplica mai ales la legume; se poate efectua fie prin acidifiere naturala cu ajutorul fermentatiei lactice, fie cu acid acetic (marinare), fie combinand cele doua procedee. In primul caz este favorizata dezvoltarea bacteriilor lactice in detrimentul celorlalte microorganisme (de putrefactie). Acidul lactic rezultat din fermentarea glucidelor sub actiunea bacteriilor lactice impiedica dezvoltarea altor microorganisme, indeosebi a celor de putrefactie asigurandu-se astfel conservabilitatea produselor.

Conservabilitatea prin acidifiere cu acid acetic (marinarea) se aplica produselor vegetale cu scopul de a impiedica alterarea lor. Pentru a se prelungi durata de conservabilitate se recomanda sa se efectueze o blansare prelabila. Produsele astfel pregatite se pun in recipiente inchise ermetic si se pasteurizeaza sau se sterilizeaza. In acest fel se conserva gogosarii, castravetii, conopida, ardeii, sfecla, ciupercile etc.

1.3.6. Alte metode folosite in conservarea alimentelor

1.3.6.1. Concentratele alimentare

Sub aceasta denumire se cunosc produsele rezultate prin extragerea sau concentrarea principiilor alimentare din materia prima animala sau vegetala.

Dintre concentratele alimentare de origine animala mai cunoscute sunt: extractele de carne, hidrolizatele de carne si concentratele alimentare mixte.

1.3.6.2. Extractele de carne

Sunt produsele rezultate din extragerea apoasa a principiilor nutritivi din carne si concentrarea lor intr-un volum redus. Din 100 Kg carne rezulta 3 Kg extract de carne sub forma de pasta.

1.3.6.3. Hidrolizatele de carne

Sunt obtinute prin hidroliza acida a carnii sau subproduselor de abator, neutralizarea acidului, filtrare si concentrare. Se prezinta sub forma de cuburi denumite si extracte Maggi (supa de carne de vita, supa de pasare etc.).

1.3.6.4. Concentrate alimentare mixte

Se obtin din carne deshidratata combinata cu legume uscate, macaroane, fasole, grasime, condimente prezentate sub forma de brichete sau ambalate in pungi.

1.3.6.5. Conservarea cu ajutorul radiatiilor

Din cauza modificarilor produse la alimente si intrucat nu este suficient de bine lamurita nici actiunea lor asupra organismului uman, metoda nu a depasit stadiul de experimentare. De altfel, legislatiile sanitar-veterinare din tara noastra interzic iradierea alimentelor in scop de conservare.

1.3.6.6. Conservarea cu ajutorul razelor ultraviolete

Acest tip de conservare se foloseste mai ales la carne si lapte, datorita actiunii bactericide pe care o au radiatiile ultraviolete. Ele au insa o putere mica de patrundere ceea ce face ca sa nu se poata obtine decat o sterilizare de suprafata. Din aceasta cauza tratarea laptelui se face in strat subtire.

In industria alimentara iradierile cu raze ultraviolete dau bune rezultate la sterilizarea maselor de lucru, a benzilor de transport, a utilajelor si incaperilor.

1.3.6.7. Conservarea cu ajutorul radiatiilor infrarosii

Se aplica mai ales la pasteurizarea laptelui. Sursa de radiatii infrarosii incalzeste laptele ce trece prin interiorul unei cuve in strat subtire la temperatura de 80-90^oC timp de 6 secunde.

1.3.6.8. Electropasteurizarea laptelui

Aceasta se realizeaza cu ajutorul curentilor de inalta frecventa. Din cauza vibratiilor produse in interiorul moleculelor, laptele se incalzeste uniform in toata masa. Procedeul este foarte avantajos intrucat tratarea laptelui se poate face chiar in sticle, deci se evita reinfectarea prin manipulare; costul ridicat si unele dificultati de aplicare impiedica insa introducerea lui pe scara industriala.

1.3.6.9. Liofilizarea

Metoda consta din uscarea produselor in stare congelata sub vid avansat si ambalarea produsului rezultat in ambalaje impermeabile la gaze si vapori, intr-o atmosfera de gaz inert.

La carnea liofilizata substantele proteice se mentin corespunzator, se pastreaza capacitatea de hidratare, sucul obtinut este limpede, de culoare galbuie cu gust si miros placut.

1.3.6.10. Conservarea cu ajutorul gazelor inerte

Pentru produsele de origine animala se foloseste bioxidul de carbon si azotul. Aceste gaze au actiune inhibitoare asupra dezvoltarii microorganismelor. De obicei, rezultate bune se obtin prin combinare cu frigul.

1.3.6.11. Conservarea cu diverse solutii chimice

Apa de var se aplica la conservarea oualor. Se foloseste o solutie de 5-10% apa de var la care se adauga 6% clorura de sodiu pentru a impiedica schimburile aromatice. Ouale se pot pastra 4-5 luni.

Solutie de silicat de sodiu sau potasiu 3,5-10%, in care se introduc ouale. Durata de pastrare poate ajunge la 8-10 luni.

Incepand din 1900, numarul substantelor utilizate pentru prelungirea timpului de pastrare a unor alimente a crescut necontenit, ajungand ca in ultimul deceniu sa existe cca. 300 de substante conservante. Foarte multe dintre ele insa sunt toxice, iar folosirea lor repetata provoaca cu timpul diferite tulburari, fapt ce a determinat reducerea numarului de substante folosite in conservarea alimentelor.