Пастеризація харчових продуктів високого тиску
Чому пастеризація високого тиску?
Пастеризація під високим тиском - це фізичний процес збереження їжі. Загальні терміни "обробка високим тиском", "обробка надвисоким тиском", "UHP" та обробка високим тиском (HPP) також часто використовуються.
Метою є інактивація небажаних мікроорганізмів та ферментів за допомогою цього нетеплового («холодного») процесу без необхідності приймати втрати якості, такі як ті, що виникають при подачі тепла. Сенсорні та харчові якості повинні зберігатися особливо добре у пастеризованих продуктах високого тиску порівняно з необробленими продуктами.
Як пастеризується високий тиск?
Тверда їжа упаковується у гнучкий, водонепроникний та захищений від тиску спосіб (наприклад, у термоусадочну фольгу) і поміщається в контейнер під тиском. Він також містить воду, яка служить середовищем для передачі тиску. Тиск створюється або за допомогою поршня, що приводиться в рух за гідравлічним принципом, який переміщується в напірному посудині (рис. 1), або за допомогою генератора тиску та напірного трубопроводу (рис. 2).
Рисунок 1: Принцип безпосередньої обробки високим тиском
Рисунок 2: Принцип непрямої обробки високим тиском
Рівномірний тиск від 100 до 1000 МПа (1000 до 10000 бар) здійснюється на воду, а отже, і на упаковану їжу *.
* 1 МПа = 1 000 000 Па
1 Паскаль (Па) - це тиск, який виникає, коли сила 1 Ньютон (Н) діє перпендикулярно на площу 1 м 2. На додаток до міжнародної одиниці Паскаль, для тиску використовується також старша одиниця 1 бар = 100 000 Па.
Передумовою рівномірного розподілу тиску є те, що упакована їжа містить рідину і не має порожнин, заповнених газом. Для харчових продуктів, які відповідають цим критеріям, немає різниці в ефектах обробки високим тиском між зовнішньою та внутрішньою зонами. Цей рівномірний ефект - незалежно від розміру та форми виробу - є перевагою порівняно з процесами нагрівання.
Після закінчення часу впливу тиск знову знижується до тиску навколишнього середовища.
Рідка їжа може бути піддана тиску безпосередньо, тобто без середовища, що передає.
Залежно від типу та складу їжі необхідні різні тиски та час витримки.
| Підготовка фруктів | 800 | 6-й | 20-го |
Чи є мікроорганізми інактивованими високим тиском?
Мікроорганізми по-різному чутливі до тиску. Хоча дріжджі та плісняві гриби вже інактивовані при низькому тиску, деякі віруси та спори бактерій можуть це зробити лише в тому випадку, якщо вони піддаються дуже високому тиску або додатково піддаються термічній обробці. Спори z. Б. може витримувати тиск понад 1000 МПа. Після того, як вони проростають і розмножуються після зняття тиску, одна можливість полягає у тому, щоб дати спорам прорости при нижчому тиску, а потім знищити пророслі спори при більш високому тиску.
Ідеальні умови для бажаної інактивації потрібно вибирати відповідно до типу мікроорганізмів та складу їжі.
Чи змінюються харчові інгредієнти під високим тиском?
Дія тиску сприяє всім процесам, пов’язаним зі зменшенням об’єму. Тому переважно мають місце фазові переходи або хімічні реакції, в яких кінцевий продукт має менший об'єм, ніж вихідний матеріал.
Отже z. Б. Лід під тиском, оскільки об’єм зменшується за рахунок фазового переходу твердого речовини в рідкий. Сприяють процесам дисоціації, що призводить до зміщення значення рН в кислотний діапазон.
Окремі інгредієнти їжі по-різному реагують на вплив високого тиску. Оскільки ковалентні зв’язки утримуються під тиском, менші молекули (наприклад, вітаміни, ароматичні речовини) менш чутливі до тиску, ніж більші молекули (наприклад, білки), просторова структура яких стабілізується слабшими типами зв’язків.
Білки
Високий тиск впливає на зв’язки, які стабілізують просторову структуру білків. Залежно від рівня тиску білкові структури змінюються оборотно або незворотно.
У випадку з ферментами, які також є білками, структурна зміна (денатурація) може призвести до впливу ферментних властивостей. Активність ферменту може бути зменшена або підвищена.
Однак білки також можуть бути спеціально модифіковані обробкою під високим тиском. Наприклад, структурні зміни можуть призвести до утворення білкових гелів, які є дуже гладкими та еластичними. Застосування таких гелів для нових продуктів таких. Б. в десертній зоні можна мислити.
Той факт, що м’язове м’ясо м’яко піддається обробці під високим тиском, також може бути використане з точки зору харчової технології.
Жири
Вплив високого тиску може змінити поведінку, коли жири тануть і кристалізуються.
Однак лікування високим тиском впливає на жири не тільки фізично, але й хімічно. Ступінь сприяння псуванню жиру в результаті окислення залежить від складу їжі та умов лікування. Таким був і z. Б. виявив підвищену сприйнятливість до окисних змін у рибі та м’ясі, якщо тиск був вище 400 МПа.
На прикладі ненасичених жирних кислот олеїнової, лінолевої та ліноленової кислот, однак, можна показати, що процес окислення при обробці тиском пригнічується навіть у атмосфері чистого кисню.
вуглеводи
Молекулярна структура вуглеводів не змінюється при обробці високим тиском. Однак не виключено, що на властивості вуглеводів впливають, напр. Б. в їх здатності зв’язувати воду. Желирование може відбуватися з крохмалем. Такі гелі можна використовувати як замінники жирів.
Ферментативний розпад вуглеводів може відбуватися по-різному в продуктах, що обробляються під високим тиском, ніж у необроблених продуктах.
Неферментативні реакції підрум'янення, оскільки вони часто трапляються при пастеризації з використанням тепла, виявляються рідше при пастеризації під високим тиском.
Інші інгредієнти
Дослідження показують, що вітаміни А, В1, В2, В6 і С стабільні при низьких температурах і короткому часі впливу тиску. При більш високих температурах (70 ° C) та тривалості впливу високого тиску до 60 хвилин вміст більшості досліджуваних вітамінів зменшується до 50 відсотків. Вміст вітаміну С залишається стабільним за винятком кисню навіть при екстремальних умовах тиску та температури. Він z. Б. під високим тиском обробленого апельсинового соку порівняно з необробленим соком майже однаково.
Водорозчинний антиоксидантний потенціал апельсинового соку, за який головним чином відповідають L-аскорбінова кислота та фенольні сполуки, також значною мірою зберігається після обробки високим тиском.
На вміст каротиноїдів у апельсиново-морквяно-лимонному нектарі також не впливає або лише трохи впливає лікування високим тиском.
Колір та ароматизатори також стабільні при відповідних умовах процесу.
Резюме
Оскільки інгредієнти також можуть небажано змінюватися під високим тиском, необхідно знайти відповідні умови для обробки високим тиском залежно від складу їжі.
Якщо їх оптимізувати, можна виробляти довговічні продукти без суттєвих змін кольору або смаку, залежно від їжі. Завдяки сенсорній якості, яка відповідає якості свіжого продукту, пастеризація високого тиску забезпечує достатню мікробну безпеку.
Попередні дослідження показують, що деякі цінні інгредієнти, які нестабільні під час пастеризації при нагріванні, повністю або значною мірою зберігаються під час обробки високим тиском.
Що стосується алергічного потенціалу, пастеризація під високим тиском повинна забезпечувати той самий рівень безпеки, що і звичні до цього часу процеси нагрівання.