Potravinárska vysokotlaková pasterizácia
Prečo vysokotlaková pasterizácia?
Vysokotlaková pasterizácia je fyzikálny proces na konzervovanie potravín. Často sa tiež používajú všeobecné pojmy „vysokotlakové spracovanie“, „ultravysokotlakové spracovanie“, „UHP“ a vysokotlakové spracovanie (HPP).
Cieľom je inaktivovať nežiaduce mikroorganizmy a enzýmy týmto netermálnym („studeným“) procesom bez toho, aby ste museli akceptovať straty kvality, aké nastávajú pri pôsobení tepla. Senzorická a výživová kvalita by sa mala udržiavať obzvlášť dobre vo vysokotlakových pasterizovaných výrobkoch v porovnaní s neošetrenými výrobkami.
Ako sa pasterizuje vysoký tlak?
Pevné potraviny sú balené pružne, vodotesne a odolne proti tlaku (napr. Do zmršťovacích fólií) a vkladajú sa do tlakovej nádoby. Obsahuje tiež vodu, ktorá slúži ako médium na prenos tlaku. Tlak sa vytvára buď pomocou piestu poháňaného podľa hydraulického princípu, ktorý sa pohybuje v tlakovej nádobe (obr. 1), alebo pomocou generátora tlaku a tlakového vedenia (obr. 2).
Obrázok 1: Princíp priameho vysokotlakového spracovania
Obrázok 2: Princíp nepriamej úpravy vysokým tlakom
Na vodu a teda aj na balené potraviny sa vyvíja rovnomerný tlak 100 až 1 000 MPa (1 000 až 10 000 barov) *.
* 1 MPa = 1 000 000 Pa
1 Pascal (Pa) je tlak, ktorý vzniká, keď sila 1 Newton (N) pôsobí kolmo na plochu 1 m 2. Okrem medzinárodnej jednotky Pascal sa na tlak používa aj staršia jednotka 1 bar = 100 000 Pa.
Predpokladom rovnomerného rozloženia tlaku je, aby balené potraviny obsahovali tekutinu a neobsahovali žiadne dutiny naplnené plynom. U potravín, ktoré spĺňajú tieto kritériá, nie je rozdiel v účinkoch vysokotlakovej úpravy medzi vonkajšou a vnútornou zónou. Tento jednotný efekt - bez ohľadu na veľkosť a tvar výrobku - je výhodou v porovnaní s procesmi ohrevu.
Po uplynutí doby pôsobenia sa tlak znovu uvoľní na okolitý tlak.
Kvapalné potraviny môžu byť vystavené tlaku priamo, to znamená bez prenosového média.
V závislosti od typu a zloženia potraviny sú potrebné rôzne tlaky a doby pôsobenia.
| Príprava ovocia | 800 | 6. | 20 |
Sú mikroorganizmy inaktivované vysokým tlakom?
Mikroorganizmy sú rôzne citlivé na tlak. Zatiaľ čo kvasinky a plesne sú už inaktivované pri nízkom tlaku, niektoré vírusy a spóry baktérií to môžu urobiť, iba ak sú vystavené veľmi vysokému tlaku alebo sú dodatočne tepelne upravené. Spóry z. B. môže prežiť tlaky viac ako 1 000 MPa. Po vyklíčení a množení po uvoľnení tlaku je jednou z možností nechať spóry vyklíčiť pri nižšom tlaku a potom vyklíčené spóry zabiť pri vyššom tlaku.
Ideálne podmienky pre požadovanú inaktiváciu je potrebné zvoliť podľa typu mikroorganizmov a zloženia potravy.
Menia sa zložky potravín pod vysokým tlakom?
Pôsobenie tlaku uprednostňuje všetky procesy spojené so znížením objemu. Preto prednostne prebiehajú fázové prechody alebo chemické reakcie, pri ktorých má konečný produkt menší objem ako východiskový materiál.
Takže z. B. Ľad pod tlakom, pretože objem sa zmenšuje fázovým prechodom z pevnej látky na kvapalnú. Podporujú sa disociačné procesy, čo vedie k posunu hodnoty pH do kyslého rozsahu.
Jednotlivé zložky potravín reagujú na účinky vysokého tlaku odlišne. Pretože kovalentné väzby sa zadržiavajú pod tlakom, menšie molekuly (napr. Vitamíny, aromatické látky) sú na tlak menej citlivé ako väčšie molekuly (napr. Proteíny), ktorých priestorová štruktúra je stabilizovaná slabšími typmi väzieb.
Bielkoviny
Vysoký tlak ovplyvňuje väzby, ktoré stabilizujú priestorovú štruktúru bielkovín. V závislosti na úrovni tlaku sa bielkovinové štruktúry menia reverzibilne alebo nevratne.
V prípade enzýmov, ktoré sú tiež bielkovinami, môže štrukturálna zmena (denaturácia) viesť k ovplyvneniu vlastností enzýmu. Aktivita enzýmu sa môže znížiť alebo zvýšiť.
Avšak proteíny môžu byť tiež špecificky upravené vysokotlakovým spracovaním. Napríklad štrukturálne zmeny môžu mať za následok tvorbu proteínových gélov, ktoré sú veľmi hladké a elastické. Používanie takýchto gélov pre nové výrobky, napr. B. v dezertnej oblasti je možné.
Skutočnosť, že svalové mäso sa upravuje vysokotlakovým spracovaním, sa dá využiť aj z hľadiska potravinárskej technológie.
Tuky
Vystavenie vysokému tlaku môže zmeniť správanie pri topení a kryštalizácii tukov.
Liečba vysokým tlakom však ovplyvňuje tuky nielen fyzicky, ale aj chemicky. Rozsah, v akom sa kazenie tuku podporuje oxidáciou, závisí od zloženia potravy a od podmienok liečby. Také bolo z. B. zistil zvýšenú náchylnosť na oxidačné zmeny u rýb a mäsa, ak bol tlak nad 400 MPa.
Na príklade nenasýtených mastných kyselín kyseliny olejovej, linolovej a linolénovej je však možné preukázať, že oxidačný proces je potlačený počas tlakovej úpravy aj v atmosfére čistého kyslíka.
sacharidy
Molekulárna štruktúra sacharidov sa pôsobením vysokého tlaku nemení. Je však možné, že sú ovplyvnené vlastnosti sacharidov, napr. B. v ich schopnosti viazať vodu. So škrobom môže dôjsť k gélovaniu. Takéto gély sa môžu používať ako náhrady tukov.
Enzymatický rozklad sacharidov môže prebiehať inak v jedlách upravených pod vysokým tlakom ako v neošetrených potravinách.
Neenzymatické hnednúce reakcie, aké sa často vyskytujú pri pasterizácii pomocou tepla, sa javia ako menej časté pri pasterizácii pod vysokým tlakom.
Ostatné ingrediencie
Štúdie ukazujú, že vitamíny A, B1, B2, B6 a C sú stabilné pri nízkych teplotách a krátkych dobách pôsobenia tlaku. Pri vyšších teplotách (70 ° C) a dobách pôsobenia vysokých tlakov až 60 minút sa obsah väčšiny skúmaných vitamínov zníži až o 50 percent. Obsah vitamínu C zostáva stabilný bez vylúčenia kyslíka aj pri extrémnych tlakových a teplotných podmienkach. Je z. B. vo vysokotlakom spracovanom pomarančovom džúse v porovnaní s neošetreným džúsom takmer rovnako.
Vo vode rozpustný antioxidačný potenciál pomarančového džúsu, za ktorý sú zodpovedné hlavne kyselina L-askorbová a fenolové zlúčeniny, si tiež po vysokotlakovej úprave zachováva veľkú časť.
Obsah karotenoidov v nektári pomaranča, mrkvy a citrónu tiež nie je ovplyvnený alebo len mierne ovplyvnený vysokotlakovým spracovaním.
Farba a arómy sú za vhodných procesných podmienok tiež stabilné.
Zhrnutie
Pretože sa prísady môžu tiež nežiaduco meniť pri vysokom tlaku, musia sa nájsť vhodné podmienky pre vysokotlakovú úpravu v závislosti od zloženia potraviny.
Ak dôjde k ich optimalizácii, je možné vyrobiť výrobky s dlhou životnosťou bez výrazných zmien farby alebo chuti, v závislosti od druhu jedla. Vďaka senzorickej kvalite, ktorá zodpovedá kvalite čerstvého produktu, zaisťuje vysokotlaková pasterizácia dostatočnú mikrobiálnu bezpečnosť.
Predchádzajúce štúdie ukazujú, že niektoré cenné zložky, ktoré sú nestabilné počas pasterizácie teplom, sú úplne alebo z veľkej časti zadržané počas vysokotlakového spracovania.
Čo sa týka potenciálu alergií, vysokotlaková pasterizácia musí ponúkať rovnakú úroveň bezpečnosti ako doteraz známe procesy ohrevu.