Konzervace potravin

konzervace potravin

Konzervace potravin , některá z mnoha metod, kterými se potraviny po sklizni nebo porážce uchovávají před kazením. Takové praktiky se datují do pravěku. Mezi nejstarší metody konzervace patří sušení, chlazení a fermentace. Mezi moderní metody patří konzervování, pasterizace, zmrazování, ozařování a přidávání chemikálií. Pokroky v obalových materiálech hrály v moderní konzervaci potravin důležitou roli.

Mechanismy kazení

detekce kazení potravin

Zkaženost potravin může být definována jako jakákoli změna, která způsobuje, že jídlo není vhodné pro lidskou spotřebu. Tyto změny mohou být způsobeny různými faktory, včetně kontaminace mikroorganismy, zamoření hmyzem nebo degradací endogenními enzymy (těmi, které se přirozeně vyskytují v potravě). Fyzické a chemické změny, jako je roztržení rostlinných nebo živočišných tkání nebo oxidace určitých složek potravin, mohou navíc podpořit znehodnocení potravin. Potraviny získané z rostlinných nebo živočišných zdrojů začnou kazit brzy po sklizni nebo porážce. Enzymy obsažené v buňkách rostlinných a živočišných tkání se mohou uvolňovat v důsledku mechanického poškození způsobeného při manipulaci po sklizni. Tyto enzymy začínají štěpit buněčný materiál. Chemické reakce katalyzované enzymy mají za následek zhoršení kvality potravin,jako je vývoj příchutí, zhoršení struktury a ztráta živin. Typickými mikroorganismy, které způsobují kazení potravin, jsou bakterie (např.Lactobacillus ), kvasinky (např. Saccharomyces ) a plísně (např. Rhizopus ).

Mikrobiální kontaminace

Bakterie a houby (kvasinky a plísně) jsou hlavními typy mikroorganismů, které způsobují kazení potravin a nemoci přenášené potravinami. Potraviny mohou být kontaminovány mikroorganismy kdykoli během sklizně, skladování, zpracování, distribuce, manipulace nebo přípravy. Primárními zdroji mikrobiální kontaminace jsou půda, vzduch, krmivo pro zvířata, zvířecí kůže a střeva, povrchy rostlin, splaškové a strojní zařízení nebo náčiní na zpracování potravin.

Bakterie

Bakterie jsou jednobuněčné organismy, které mají ve srovnání s buňkami jiných organismů jednoduchou vnitřní strukturu. Zvýšení počtu bakterií v populaci mikrobiologové běžně označují jako bakteriální růst. Tento růst je výsledkem rozdělení jedné bakteriální buňky na dvě identické bakteriální buňky, proces zvaný binární štěpení. Za optimálních růstových podmínek se bakteriální buňka může dělit přibližně každých 20 minut. Jedna buňka tak může produkovat téměř 70 miliard buněk za 12 hodin. Faktory, které ovlivňují růst bakterií, zahrnují dostupnost živin, vlhkost, pH, hladiny kyslíku a přítomnost nebo nepřítomnost inhibujících látek (např. Antibiotik).

Nutriční požadavky většiny bakterií jsou chemické prvky, jako je uhlík, vodík, kyslík, dusík, fosfor, síra, hořčík, draslík, sodík, vápník a železo. Bakterie získávají tyto prvky využitím plynů v atmosféře a metabolizováním určitých složek potravin, jako jsou uhlohydráty a bílkoviny.

Teplota a pH hrají významnou roli v řízení rychlosti růstu bakterií. Bakterie lze rozdělit do tří skupin na základě jejich teplotních požadavků pro optimální růst: termofily (55–75 ° C nebo 130–170 ° F), mesofily (20–45 ° C nebo 70–115 ° F) nebo psychrotrofy (10–20 ° C nebo 50–70 ° F). Navíc většina bakterií roste nejlépe v neutrálním prostředí (pH rovné 7).

Bakterie také vyžadují určité množství dostupné vody pro svůj růst. Dostupnost vody je vyjádřena jako aktivita vody a je definována poměrem tlaku par vody v potravě k tlaku par čisté vody při specifické teplotě. Aktivita vody jakéhokoli potravinového produktu je proto vždy hodnota mezi 0 a 1, přičemž 0 představuje nepřítomnost vody a 1 představuje čistou vodu. Většina bakterií neroste v potravinách s vodní aktivitou nižší než 0,91, ačkoli některé halofilní bakterie (ty, které jsou schopny tolerovat vysoké koncentrace solí) mohou růst v potravinách s vodní aktivitou nižší než 0,75. Růst lze regulovat snížením aktivity vody - buď přidáním solutů, jako je cukr, glycerol a sůl, nebo odstraněním vody dehydratací.

Požadavky na kyslík pro optimální růst se u různých bakterií značně liší. Některé bakterie vyžadují přítomnost volného kyslíku pro růst a nazývají se povinnými aeroby, zatímco jiné bakterie jsou otráveny přítomností kyslíku a nazývají se povinnými anaeroby. Fakultativní anaeroby jsou bakterie, které mohou růst v přítomnosti nebo nepřítomnosti kyslíku. Potenciál redukce kyslíku růstového média ovlivňuje kromě koncentrace kyslíku bakteriální růst. Potenciál redukce kyslíku je relativní míra oxidační nebo redukční kapacity růstového média.

Když bakterie kontaminují potravinový substrát, chvíli potrvá, než začnou růst. Tato zpožděná fáze je období, kdy se bakterie přizpůsobují životnímu prostředí. Po lag fázi je log fáze, ve které populace roste logaritmicky. Jak populace roste, bakterie spotřebovávají dostupné živiny a produkují odpadní produkty. Když je vyčerpán přísun živin, rychlost růstu vstoupí do stacionární fáze, ve které počet životaschopných bakteriálních buněk zůstává stejný. Během stacionární fáze je rychlost růstu bakteriálních buněk stejná jako rychlost smrti bakteriálních buněk. Když se rychlost buněčné smrti zvýší než rychlost buněčného růstu, populace vstoupí do fáze poklesu.

Bakteriální populace je vyjádřena buď na gram nebo na centimetr čtvereční plochy povrchu. Zřídkakdy celková bakteriální populace přesahuje 1010 buněk na gram. Populace menší než 106 buněk na gram nezpůsobuje žádné znatelné kazení, s výjimkou surového mléka. Obyvatelstvo mezi 106 a 107 buňkami na gram způsobuje kazení některých potravin; mohou například generovat pachy ve vakuově baleném masu. Populace mezi 107 a 108 buňkami na gram produkují pachy v mase a nějaké zelenině. Při koncentracích nad 5 × 107 buněk na gram vykazuje většina potravin nějakou formu kazení.

Pokud jsou podmínky pro růst bakteriálních buněk nepříznivé (např. Nízké nebo vysoké teploty nebo nízký obsah vlhkosti), může několik druhů bakterií produkovat rezistentní buňky zvané endospory. Endospory jsou vysoce odolné vůči teplu, chemikáliím, vysoušení (vysoušení) a ultrafialovému světlu. Endospory mohou zůstat spící po dlouhou dobu. Když se podmínky stanou příznivými pro růst (např. Rozmrazování masa), endospory klíčí a produkují životaschopné buňky, které mohou začít exponenciální růst.