Historie. Konzervace sníženou teplotou. Chlazení a uchování v chladu. Zmrazování a mrazírenské skladování

Transkript

1 Počet mikroorganismů (log10 CFU/g) Historie Konzervace sníženou teplotou př. n. l - přirozené zmrazování př. n. l. - přirozené zmrazování Římané - ukládání v ledu 1840 vynález chladicího stroje 1880 Evropa - používání chladících strojů na lodích a ve vlacích pro transport masa a ryb 80.l. 19.stol. vyrobena první domácí chladnička konec 19.stol. -zahájena průmyslová výroba chladniček 2.svět.válka USA - rychlý rozvoj chladírenství a mrazírenství v průmyslovém zpracování potravin Chlazení a uchování v chladu Po druhé světové válce postupné rozšíření chladniček a mrazniček v domácnostech l. 20.stol. vzrůst popularity chlazených mražených potravin Zmrazování a mrazírenské skladování 80 l. 20 stol. rozvoj postupů umožňujících prodloužení trvanlivosti potravin (zdokonalování metod zmrazování, použití pro kyslík nepropustných obalových materiálů, zdokonalení postupů vakuového balení a dalších.) Nahrazení klasických metody konzervace termosterilace Zvýšení se podílu pasterovaných produktů skladovaných za chladírenských podmínek. Vliv snížené teploty na mikroorganismy Klasifikace mikroorganismů podle teploty růstu snížení teploty od optima mikroorganismy zhoršení podmínek pro růst, prodloužení lag fáze Skupina Podmínky chladírenské teploty mrazírenské teploty + Termofilní mikroorganismy Optimální teplota růstu je kolem 55 C Rozsah růstů v rozmezí 45 až 70 C Minimální teplota růstu C zpomalení metabolická aktivita enzymové reakce rychlosti růstu snížení teploty o 10 C pokles rychlosti růstu na 1/2 rozdělení 1 na 2: 22 C 60 min rozdělení1 na 2: 12 C 120 min osmotický tlak a w ph mechanický účinek krystalů ledu (trichinela - svalovec) Mezofilní mikroorganismy Psychrotrofní mikroorganismy Psychrofilní mikroorganismy Optimální teplota růstu je kolem 35 C, Rozsah růstu mezi 10 a 45 C, Minimální teplota 5 10 C Optimální teplota C, Minimální teplota <0 až 5 C Optimální teplota růstu je 12 až 18 C, Rozsah růstu mezi 5 až 20 C, Minimální teplota <0 až 5 C subletální poškození buněk napravitelné hynutí mikroorganismů (mezofilní, termofilní; ph, a w, chemické konzervační látky) Minimální teploty růstu a produkce toxinů potravinářsky významných mikroorganismů a některých patogenních mikroorganismů Teplota ( C) Rody a druhy mikroorganismů (projev) +15 Clostridium perfringens (produkce toxinů) Růstové křivky pro bakterii Listeria monocytogenes při teplotách 1 C, 4 C, 7 C, 10 C; ph=6; a w =0, Bacillus cereus +10 Bacillus, Clostridium, Clostridium botulinum A,B (produkce toxinů), Staphylococcus aureus (produkce toxinů) +8,7 Staphylococcus (rozmnožování, růst) ,5 Clostridium perfringens (rozmnožování, růst) +7 Proteus, Escherichia +5 Micrococcus, Citrobacter, Salmonella (rozmnožování, růst), Vibrio 8 10 C 4 C parahaemolyticum, S. aureus (rozmnožování, růst) 3,3 Clostridium botulinum E, B* (produkce toxinů) 2 B. thermosphacta, Yersinia enterolytica, Aeromonas hydrophila 6 7 C 0 Lactobacillus*, Streptococus*, Micrococcus*, Brochotris thermosphacta*, Klebsiella, Enterobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Aermonas hydrophila -2 B. thermosphacta, Yersinia enterocolytica, Aeromonashydrophila 4 1 C -4 Pseudomonas fluorescens, P. putida -5 Pseudomonas*, Acinetobacter*, Flavobacterium*, Moraxella -6 Pseudomonas fragi, P. putrefaciens -7 Kvasinky Čas (h) -8 Mucor*, Rhizopus*, Thamnidium* -12 Cryptococcus, Cladosporium -18 Fusarium*, Penicillium* 6 *) jednotlivé rody nebo kmeny 1

2 Chlazení a uchování v chladu Použití nižších teplot do bodu tuhnutí vody ( bod mrazu ) v potravině za normálního tlaku tj. asi 1 C Proces zahrnuje: rychlé zchlazení snížení teploty potraviny mimo rozsah optimálních teplot mezofilní mikroflóry pozvolnější dochlazení na teploty kolem 0 C chladírenské skladování Kombinace s dalšími postupy úchovy potravin: pasterace různé formy balení balení v modifikované nebo řízené atmosféře snižování aktivity vody chemoanabiosa Rozdělení chlazených potravin podle teplot Teplota skladování 1 C až +1 C (syrové ryby, syrové maso, mleté maso, polotovary ze syrového masa) Teplota skladování 0 C až 5 C (tepelně opracované maso, mléko, smetana, jogurt, majonézové saláty, sendviče, syrová těsta, pizza) Teplota skladování 0 C až 8 C (trvanlivé salámy, tepelně opracovaná masa, máslo, tuky, tvrdé sýry, vařená rýže, ovocné šťávy, ovoce) Rozdělení chlazených potravin podle charakteru produktu Dýchající potraviny Dýchající potraviny rostlinná pletiva (ovlivňování mikrobiologických změn a fyziologických procesů živého plodu) Zpracované potraviny, tzv. nedýchající potraviny (tlumení mikrobiologických procesů) Plody ovoce, zeleniny, části rostlin Nebyly tepelně nebo jinak opracovány Probíhají do určité míry metabolické procesy charakteristické pro rostlinné pletivo Zabránění změnám fyziologickým, nežádoucím enzymovým, chemickým a zejména mikrobiologickým. Rychlost všech uvedených procesů je závislá na teplotě a také na dalších faktorech jako jsou: Faktory Teplota Druh ovoce nebo zeleniny, odrůda Část rostliny (rychleji rostoucí části rostlin mají rychlejším metabolismus než pomalu rostoucí části rostlin) Stav plodiny po sklizni (míra mechanického poškození, mikrobiologické kontaminace, stupeň zralosti atd.) Teplota Teplota při sklizni, podmínky skladování, transportu, prodeje (zejména teplota) Relativní vlhkost vzduchu při skladování, dopravě a prodeji 2

3 Dýchací křivky Klimakterické plody jablka, hrušky, švestky, meruňky, broskve, nektarinky, rajčata, avokádo, banány, kivi, mango, papája, marakuja, kaki, meloun cukrový, fíky Dýchací křivka Neklimakterické plody ananas, citron, fíky, grapefruit, hroznové víno, jahody, okurky, pomeranč, třešně a višně Dýchací křivka Optimální podmínky skladování vybraných druhů ovoce a zeleniny Produkt Teplota ( C) Relativní vlhkost vzduchu (%) Trvanlivost (d) Banány 11 15, Brambory Brokolice Broskve 0, Celer Citrón Fazole (lusky) Hlávkový salát Houby Jahody 0, Lilek Limeta Meruňky -0, Mrkev Okurky Rajčata Špenát Švestky Višně Meloun (watermelon) Skladování ovoce Bilance tepla Balené obal Kontrolovaná atmosféra Ověření dostatečnosti výkonu chladícího zařízení Odhad rychlosti dosažení požadovaných cílových teplot Rychlost ohřívání prostoru chladírny vzduchem zvenčí - empirický vztah pro rozdíly teplot od 22 do 67 C: ovoce kde w je šířka dveří (m), Δt rozdíl teploty uvnitř a vně boxu ( C), h výška dveří (m). Zdroje tepla uvnitř chlazeného prostoru Teplo generované pracovníky (příspěvek tepla na pracovníka asi 293 W, teplo generované pracovníky vzrůstá s klesající teplotou) Teplo generované dýcháním produktů. Výpočet respiračního tepla: 17 kde: kde q je respirační teplo (mw/kg), t je teplota ( C), a b jsou empirické konstanty, je čas 18 3

4 Teplo vytvořené dýcháním Živočišné tkáně usmrcení zvířete (omráčení, vykrvení) do tkání není přiváděn kyslík ve svalech odbourávání glykogenu a glukózy kyselina mléčná pokles ph rigor mortis posmrtné změny správný průběh důležitá teplota před rigor mortis NE 10 C zkrácení svalových vláken, tzv. cold shortening Zpracované potraviny Patogenní a kazící mikroflóra chlazených potravin Tepelně opracovaná masa a masné výrobky, mléčné výrobky, syrová těsta, polotovary, lahůdky atd. Zpomalení nežádoucích chemických případně enzymových změn. Zamezení růstu termofilní a mezofilní mikroflóry Významné mikroorganismy - schopny růstu při teplotách pod 5 C Patogenní nebo kazící mikroorganismy - pomnožení při jakémkoliv zvýšení teploty potraviny (nedodržení technologického postupu, přerušení chladícího řetězce apod.) Výroba a manipulace z chlazenými potravinami riziková Nutné důsledné dodržování správné výrobní a hygienické praxe (GMP/GHP) Uplatňování preventivních opatření - funkční systémem kritických bodů (HACCP) Zařízení Kompresní chladící stroj Mechanická chladící zařízení Kryogenní systémy Kondenzátor Hypobarické chlazení Imerzní chlazení Výparník Vysoký tlak Expanzní ventil Nízký tlak Kompresor 23 4

5 CHLADÍCÍ OKRUH - princip funkce Chladiva - regulace CFC chlorfluoruhlovodík plno halogenované HCFC hydrochlorofluorokarbony částečně halogenované HFC - částečně fluorované, neobsahující chlor 1-2 Komprese Kompresor zajišťuje odsávání par chladiva z výparníku při tlaku výparném a jejich stlačování na tlak kondenzační. 2-3 Kondenzace Výměník tepla, v němž je teplo ze stlačených par odváděno sdílením zpravidla do okolí, při čemž páry chladiva kondenzují. 3-4 Škrcení Expanzní ventil - zúžení průtočného průřezu dochází k izoentalpické (h = konst.) expanzi z tlaku kondenzačního na tlak výparný. 4-1 Vypařování Vypařování chladiva ve výparníku je spojeno s odvodem tepla z vychlazovaného prostoru 25 NAŘÍZENÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY (EU) č. 1005/2009 ze dne 16. září 2009 o látkách, které poškozují ozonovou vrstvu. NAŘÍZENÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY (EU) č. 517/2014 ze dne 16. dubna 2014 o fluorovaných skleníkových plynech. 26 Hypobarické chlazení Imerzní chlazení Proces zahrnuje Zchlazení produktu Vlhké produkty po umytí umístění do prostoru s nižším tlakem (cca 0,5 kpa) nižší tlak rychlejší odpařování vody z povrchu potraviny - výparné teplo potřebné k odpaření je odebíráno z produktu ochlazení produktu Odpaření vody odpovídající cca 1 % hmotnosti vlhkého produktu snížení teploty produktu asi o 5 C. Hypobarické skladování snížený tlak chladírenské teploty řízená atmosféra (nižší tlak kyslíku). Chladivo voda hydrocooling ponoření do chlazené vody plody ovoce a zeleniny - ponoření do chlazené vody sýry - namáčení do chlazeného solného nálevu Vychlazená voda - chladivo ve výměnících kontinuální pastéry výměníky se stíraným povrchem (výroba másla nebo ztužených tuků). Použití Potraviny s velkým povrchem - listová zelenina - hlávkový salát, zelí Rychlé ochlazení sklizeného ovoce a zeleniny v tropických oblastech Řezané květiny. Kryogenní chlazení Kryogenní chladivo změna skupenství -skupenské teplo se odebere z ochlazované potraviny ohřev chladiva - odebere z ochlazované potraviny Chladiva tuhý oxid uhličitý (suchý led) zlomky nebo pelety nerovnoměrné chlazení kapalný oxid uhličitý- vstřikován do proudu vzduchu a vytváří "sníh rychlá sublimace kapalný dusík Použití chladiva přímo do potraviny nebo na zabalený výrobek. Sublimační teplo: tuhý oxid uhličitý 352 kj/kg při teplotě 78,5 C Výparné teplo: kapalný dusík 358 kj/kg při teplotě196 C Celkový chladicí účinek tuhého nebo kapalného oxidu uhličitého asi 565 kj/kg Celkový chladicí účinek kapalného dusíku asi 690 kj/kg. Chladírenské skladování podmínky skladování Podmínky chlazení Sklady ochlazování proudící chlazený vzduch Teplota skladu trvale pod stanovenou hodnotou Tepelné vlastnosti skladu a zařízení Velikost vsádky Způsob použití skladu (frekvence otvírání a vstupu do chlazeného prostoru, teplota zaváženého zboží ) Charakter chlazených potravin (dýchající produkty - kompenzace tepla vznikajícího dýcháním). Vlhkost dýchající potraviny Chladírny s nuceným oběhem chlazeného vzduchu, který je chlazen průchodem přes výparník mechanického chladícího zařízení ochlazení vzduchu kondenzace vody z chlazeného vzduchu na deskách výparníku vysušování prostředí chladírny nebo chladicího boxu potraviny mohou vysychat Chladírny bez nuceného oběhu s výparníkem pod stropem nebo na stěnách teplý vlhký vzduch kondenzace vodní páry na výparníku stékající kondenzát - významný zdroj mikrobiologické kontaminace potravin 5

6 Vliv chlazení na potraviny Ztráty vitamínů během chladírenského skladování potravin zpomalení chemických, enzymových a fyzikálních změn fyziologické procesy u dýchajících potravin ztuhnutí tuků enzymové reakce autooxidace, warm-over-flavour (WOF) retrogradace škrobu a ztráta křehkosti pečiva migrace oleje z majonézy do zeleniny (zelí, salát) a změna jejich textury synereze šťávy a omáček v důsledku změn konzistence škrobu odpařováním vody u nezabalených potravin nutriční změny - nejsou příliš významné 6