Conservarea alimentelor si influienta prelucrarii tehnologice asupra valorilor nutritive

Conservarea alimentelor si influienta prelucrarii tehnologice asupra valorilor nutritive

Conservarea produselor alimentare constituie o veriga importanta in asigurarea calitatii acestora. Modalitatile prin care se realizeaza acest deziderat cuprind o gama larga de tehnici de conservare, clasificate in doua grupe : metode termice si

atermice.

Conservarea (produselor alimentare) in vederea fie a prelungirii duratei de valabilitate, fie pentru modificarea caracteristicilor senzoriale a aparut inca din cele mai vechi timpuri. Astfel, in scrierile istorice sunt amintite: uscarea la soare, prin ventilatie naturala, sau pe un foc cu lemne;sararea si afumarea carnii; eliminarea apei (deshidratarea) si conservarea in grasime sau zahar; pastrarea maslinelor in apa - in palatul din Cnossos, s-au gasit ulcioare in care se pastrau masline acum cca.4000 de ani Acest procedeu se practica si in cazul fructelor, condimentelor mentinute in alcool sau otet, sau conservarea oualor in solutie slab acidifiata. Fermentarea se aplica la paine, ea fiind atestata in Turcia , de acum 900 de ani, la obtinerea bauturilor alcoolice -bere, vin, cidru - si la fructe, cand se depozitau in vrac.

Conservarea cu ajutorul frigului artificial a fost aplicata de aproximativ 4000 de ani la granita austro-italiana (in Tyrol) de vanatori care, la o altitudine de 3200 m, pastrau in gheata vanatul. Romanii conservau pestele din Rin, langustele din Sardinia si stridiile in gheata pentru a se pastra proaspete pana la Roma. Nordicii ingropau carnea de vanat sau pestele in zapada sau gheata pentru a se pastra peste iarna. Alexandru cel Mare si Nero serveau inghetata de fructe si miere. In incinta palatului de la Versailles, Ludovic al XIV-lea a amenajat racitoare in vederea pastrarii alimentelor.

Exista, deci, cateva atestari documentare care ilustreaza aplicarea diferitelor metode de conservare a alimentelor din cele mai vechitimpuri.

Clasificare. O clasificare succinta a procedeelor de conservare a alimentelor ar fi urmatoarea:

27. 1. Eliminarea microorganismelo prin separare fizica:

- microfiltrare;

- ultracentrifugare.

Distrugerea microorganismelor (sterilizare)prin :

actiunea caldurii:

- fierbere clasica (100sC);

- sterilizare - apertizare (110140sC);

- UHT;

● radiatii ionizante (sterilizare la rece):

- electroni accelerati;

- raze γ si X;

- radiatii ultraviolete;

● folosirea antisepticelor lichide sau gazoase:

- alcooli;

- acizi;

- conservanti chimici.

Efect de oprire a proliferarii microorganismelor - efect de protectie (nu de eliminare):

● utilizarea temperaturilor scazute:

- refrigerarea prin scaderea temperaturii la 03sC

si refrigerare in vid;

- congelare;

- supracongelare;

● reducerea continutului de apa (eliminarea a 60-70% din apa de constitutie):

- uscare si uscare-afumare;

- deshidratare;

- liofilizare;

Calitatiile senzoriale si nutritionale superioare ale produselor alimentare se modifica in comparatie cu aceeiasi parametrii , la alimentele proaspete , datorita temperaturii mai scazute de uscare si a lipsei oxigenului . Alte procedee particulare de uscare sunt:

- uscare cu radiatii infrarosii;

- uscare cu microunde;

- uscare favorizata de ultrasunete;

- uscare azeotropa;

- uscare partial osmotica.

Procedeele de conservare combinate cu uscarea, mai des utilizate in industrie, sunt :

- uscare combinata cu blansare - la fructe;

- uscare combinata cu blansare si expandare - cartofi, morcovi, radacinoase felii;

- uscare combinata cu incalzire - expandare;

- uscare combinata cuexpandare prin extrudare termo-plastica;

- dehidrocongelarea -scaderea umiditatii pana la 50%

la congelare;

- criodeshidratarea - liofilizare.

• Conservarea prin sarare ,  se explica prin cresterea concentratiei sucului celular (marirea presiunii osmotice), ducand la pierderea vitalitatii microorganismelor, des-hidratarea produsului, respectiv micsorarea cantitatii de apa disponibila pentru microorganisme, fixarea ionilor deNa­­­­­⁺ ­si de Cl^- la legaturile peptidice in locul de actiune al enzimelor proteolitice proprii tesutului muscular sau secretate de microorganisme, micsorarea solubilitatii oxigenului in saramura (inhibarea partiala a dezvoltarii microorganismelor la sarare prin imersie), activitatea azotitului prinefectul Perigo (legatura azotit -NH₂din proteinele citoplasmeimicroorganismelor).

Rolul sararii consta in:

- ameliorarea capacitatii de conservare a produselor alimentare;

- imbunatatirea proprietatilor senzoriale (textura, gust) in care caz se combina cu o alta metoda de conservare (refrigerare sau afumare - carne, peste, branzeturi, sau cu pasteurizarea - la produse vegetale).

• Conservarea cu ajutorul zaharului se realizeaza prin adaugarea de zahar in cantitati necesare cresterii presiunii osmotice a fazei lichide a produsului alimentar, care sa impiedice dezvoltarea microorganismelor (peste 60% de zahar in produs finit), cand are loc plasmoliza celulelor microbiene si reducerea umiditatii produsului, respectiv scaderea  aw sub limita de dezvoltare a microorganismelor .

Chimioanabioza cuprinde :

- acidoanabioza - conservarea cu ajutorul otetului (sau acidifierea artificiala);

- anoxianabioza - conservarea alimentelor in atmosfera de CO­₂ sauN₂;

- narcoanabioza - conservarea sucurilor de fructe cu CO₂ (saturatie in masa lichidului si crearea unui strat de CO₂ la suprafata);

Conservarea in atmosfera controlata (10% CO₂) a carnii, combinata cu temperatura scazuta, si a merelor si strugurilor de masa.

Din grupa de conservare ce are la baza cenoanabioza se cunosc:

- halocenoanabioza - conservarea prin sarare;

- acidocenoanabioza - conservarea unor produse alimentare prin fermentatie lactica (muraturi castraveti, varza, sucuri fermentate lactic, salamuri crude, produse lactate acide partial ).

Abioza cuprinde o serie de procedee fizice (fizioabioza), chimice (chimioabioza) si mecanice (mecanoabioza).

In cazul procedeelor fizice sunt aplicate urmatoarele tipuri de conservari :

- termoabioza - conservarea produselor alimentare cu ajutorul caldurii (pasteurizarea si sterilizarea) prin tehnici clasice si moderne (microunde, radiatii IR, incalzire indirecta cu efect Joule si Actijoule).

- atermoabioza - conservarea produselor alimentare cu ajutorul presiunilor inalte, cu ajutorul campului magnetic, cu ajutorul campului electric pulsatoriu si impulsurilor ultrascurte de lumina;

- radioabioza (procedee atermice) - conservarea produselor alimentare cu ajutorul radiatiilor gama si electronilor accelerati, curadiatii UV;

- antiseptabioza - conservarea produselor alimentarecu ajutorul substantelor antiseptice, bacteriocinelor (partial) si antibioticelor secretate de microorganisme (partial);

- sestobioza - indepartarea microorganismelor prin filtrare sterilizanta (diferitetehnici de membrana);

- aseptoabioza - ambalarea produselor deja conservate in conditii aseptice (spatii aseptice).

Grupa metodelor moderne de conservare se imparte in metode termice si atermice.

Metodele de conservare atermice mai importante sunt:

● conservarea cu ajutorul presiunilor inalte - distrugerea formelor vegetative de microorganisme sub actiunea presiunilor inalte (4000-10 000 bar). Presiunile inalteafecteaza legaturile de hidrogen, hidrofobe, ionice ale microorganismelor, avand urmatoarele efecte :

- inactivarea unor enzime datorita denaturarii partii proteice a acestora (pastrarea legumelor si fructelor);

- stimularea unor enzime cum ar fi termolizina si celulazele;

- scaderea activitatii unor enzime cum ar fi trepsina si carboxipeptidaza;

- modificarea structurii tertiare si cuaternare a proteinelor, cresterea digestibilitatii si marirea susceptibilitatii acestora la atacul proteazelor;

- gelificarea amidonului si proteinelor;

- modificarea punctului de topire al grasimilor, al maririi cristalelor detrigliceride;

In timpul prelucrarii, conservarii si depozitarii produselor alimentare se inregistreaza o serie de pierderi apreciabile ale valorii nutritive datorita instabilitatii compusilor nutritivi la factorii fizici, chimici si biochimici.

Tratamentul termic - factor central de influentare a valorii nutritive in timpul prelucrarii produselor alimentare.

Tratamentul termic este aplicat pe scara larga in industria alimentara in scopul realizarii unor efecte dorite cum ar fi: distrugerea microorganismelor, inactivarea enzimelor, formarea unor caractere senzoriale dorite (culoare, gust, arome) , imbunatatirea coeficientului de utilizare digestiva a substantelor nutritive. El poate avea insa o influenta profunda asupra valorii nutritive a produselor alimentare , producand modificari la nivelul principalelor clase de compusi biochimici aflati in alimente .

Proteinele - tratamentul termic are un dublu efect asupra calitatii nutritionale a proteinelor. In general un tratament termic moderat nu afecteaza valoarea biologica a proteinelor in special ale celor vegetale, ci din contra imbunatateste coeficientul lor de utilizare, in schimb tratamentul termic intens poate provoca o reducere a valorii biologice. Astfel alegerea tratamentului termic optim este o problema, deosebit de importanta.

Efectul de denaturare a proteinelor sub actiunea caldurii este un proces complex cu complicatii mari din punct de vedere nutritional. Prin incalzire proteinele isi modifica sensibil structura geometrica astfel incat pot fi mai usor atacate de enzimele proteolitice din organism.

Efectele nefavorabile ale tratamentelor termice asupra proteinelor se manifesta prin faptul ca incalzirea la temperaturi ridicate determina o reducere a valorii biologice si a capacitatii de a favoriza cresterea. Temperaturile sub 100⁰C in general au efecte reduse prin capacitatea de a favoriza cresterea. Micsorarea valorii biologice a proteinelor poate fi explicata pentru trei tipuri de reactii: reactia Maillard, cu formare de legaturi transversale, reactia de descompunere.

Tratamentele termice ridicate afecteaza structura proteinei prin distrugerea unor aminoacizi termolabili sau ii face neutilizabili in urma reactiei de tip Maillard. Deosebit de sensibile sunt proteinele din lapte care in urma reactiei Maillard pierd in principal aproximativ 30% din lizina.

Lipidele - sunt afectate de tratamentele termice de prelucrare in special in operatia de prajire cand se inregistreaza transformari profunde in compozitia si valoarea lor nutritiva. Prin incalzirea lipidelor se reduce concentratia in acizi grasi nesaturati si scade de asemenea indicele de iod.

Procesul degradarii termice a lipidelor este deosebit de complicat in cazul prajirii produselor alimentare, iar factorul principal care determina transformarea lipidelor il reprezinta compozitia lor chimica.

Acizii grasi ei mai sensibili la oxidare termica sunt cei cu grad ridicat de nesaturare, degradarea fiind direct proportionala cu acest indice in urmatoarea succesiune: acid linolenic mai mare decat acidul linoleic si mai mare decat acidul oleic.

Temperatura de prajire utilizata in industria alimentara sunt de 145⁰ - 180⁰C putand provoca fenomenul de oxipolimerizare si ciclizare ale acizilor grasi care se intensifica prelungirea duratei de tratare termica. Compozitia chimica a produselor alimentare poate influenta foarte diferit procesul de oxidare termica a grasimilor. Compusii formati, in timpul tratamentului termic, exercita un efect nociv asupra organismului putandu-se forma compusi triciclici si mono- care determina toxicitatea produsului.