Konserwowanie żywności

Zwykły wpis

Początkowo miałem zamiar popełnić notkę o czynnikach wzrostu i inaktywacji drobnoustrojów. Zaczęła ona jednak rozrastać się do ogromnych rozmiarów i zahaczać o tematy, które znowu wymagałaby rozwinięcia. Być może jeszcze kiedyś wrócę do tego tekstu, ale tymczasem postanowiłem przedstawić sprawę krótko i rzeczowo. Coraz częściej bowiem słyszę opinie o dodawaniu do żywności konserwantów (a jak wiemy, konserwanty to samo zło i chemia). Co więcej niektórzy posuwają się do twierdzenia, że konserwanty są we wszystkim, nawet jeśli nie zostały wykazane w składzie produktu. Skąd taki wniosek? Ano to proste przecież… Jedzenie produkują teraz wielkie koncerny, a wielkim koncernom nie zależy na jakości, poza tym członkiem zarządów każdego z nich jest Szatan, Belzebub lub któryś z ich wysłanników, dlatego wielkie koncerny do zło i robią nas ciągle w trąbę i próbują wykończyć tymi cholernymi konserwantami.

W odpowiedzi na to chciałbym powiedzieć, że tak nie jest. Oczywiście jestem mało wiarygodny, bo na pewno opłacany przez koncerny (w końcu twierdzę, że nie cała żywność ma w sobie „chemię”), ale już trudno… Że jest inaczej, nikogo nie przekonam.

W teorii

W produkcji żywność stosowany jest teraz powszechnie system płotków. Na czym ten system polega? Aby to wyjaśnić, muszę odwołać się właśnie do czynników wzrostu i inaktywacji drobnoustrojów oraz do mikrobiologi żywności. Mówiąc ogólnie każdy produkt żywnościowy ma nieco inną mikroflorę. Na warzywach będą rosły nieco inne drobnoustroje niż np. na mięsie. W mleku będzie rozwijało się też co innego. Bo należy zdać sobie sprawę (mam nadzieję, że to oczywista oczywistość), że żywność nie psuje się sama z siebie. To drobnoustroje są odpowiedzialne za gnicie, fermentację, kwaśnienie i pleśnienie jedzenia. Naocznie też można stwierdzić, że mleko raczej skwaśnieje (ewentualnie zacznie gnić, zaczynając wydzielać bardzo nieprzyjemny zapach i przybierając postać gęstego śluzu) niż zapleśnieje. Jabłko będzie pleśnieć lub fermentować, a ziemniaki gnić. Oczywiście zależy to nie tylko od mikroflory charakterystycznej dla danego produktu, ale także od warunków przechowywania.

W każdym razie wiedząc, co i gdzie się rozwija, możemy temu zapobiegać w odpowiedni sposób. Jeżeli na danym produkcie rozwijają się bakterie lubiące umiarkowane temperatury, zastosowanie wysokiej temperatury w obróbce termicznej powinno te bakterie skutecznie usunąć (zabić się znaczy). Możemy tu wyróżnić pięć podstawowych czynników wzrostu i inaktywacji drobnoustrojów:

  1. temperaturę;
  2. aktywność wody;
  3. obecność tlenu lub innych gazów obojętnych;
  4. pH środowiska (czyli kwasowość);
  5. ciśnienie osmotyczne.

Metoda płotków opiera się właśnie na nich. Uwzględniając charakter produktu i najczęściej występującą na nim mikroflorę, dobiera się taki zestaw powyższych czynników, aby drobnoustroje z żywności usunąć lub uczynić je niegroźnymi. Każdy czynnik to kolejny płotek. Drobnoustroje przeskakując jeden płotek, słabną, przeskakując kolejny, słabną jeszcze bardziej. Dochodzi więc w końcu do momentu, w którym skakać już nie mają siły i albo ich wzrost zostaje zahamowany, a ich ilość utrzymana jest na bezpiecznym poziomie, albo giną. Przy tym istotne jest to, że konserwanty chemiczne są ostatnim płotkiem, stosowanym tylko wtedy, gdy inne w sposób niedostateczny hamują działanie drobnoustrojów lub gdy inne spowodowałyby usunięcie z żywności poza drobnoustrojami także większości składników odżywczych.

W praktyce

Jak to wygląda w praktyce? Bardzo prosto. Np. duża grupa drobnoustrojów nie lubi niskiego pH środowiska (patogenne bakterie bytujące na żywności nie wzrastają w pH niższym nić 4-4,5). Co robimy? Ano kwasimy lub marynujemy (zalewamy octem, kwasem mlekowym, cytrynowym lub najlepiej ich mieszanką). Nie mamy pewności, że całe bakteryjne tałatajstwo wyginęło? Podejrzewamy, że jakieś pleśnie tam mogą sobie jeszcze być (pleśnie dają radę nawet w pH < 2)? No to nic prostszego, jak dobić całą tę hołotę wysoką temperaturą – pasteryzujemy więc sobie słoik z zakwaszonym jedzonkiem. I mamy całkiem bezpieczne konserwowe ogórki, patisony, grzybki.

No ale nie zawsze zalewa się coś kwasem. Marchewka konserwowa, groszek, kukurydza – bez kwasu. W dodatku konserwowe – to na pewno dlatego, że jest dodatek konserwantów! Nieprawda. Takie przetwory ze względu na swoje w miarę wysokie pH (powyżej 5) są sterylizowane. Sterylizacja to taka pasteryzacja, tylko w wyższej temperaturze (przeważnie 120˚C).

Podsumowując tę część:

  • przetwory warzywne i mięsne o pH > 5 sterylizuje się w 120˚C,
  • przetwory uprzednio ukwaszone (kiszonki i warzywa marynowane) lub kwaśne (np. dżemy niskosłodzone) o pH < 4 pasteryzuje się w temp. od 80˚C do 100˚C.

I to faktycznie wystarcza. Produkty te są mikrobiologicznie bezpieczne i dobrze zakonserwowane.

Innym sposobem konserwowania termicznego jest chłodzenie i mrożenie. Jeśli na produkcie nie występują drobnoustroje lubiące chłodek, żywność można zamrozić lub przynajmniej przechowywać chłodniczo. Mrożenie szokowe nie niszczy drobnoustrojów, ale bardzo ogranicza ich możliwość wzrostu i rozmnażania (praktycznie całkowicie). Mrożenie powolne w temp. od ok. -8˚C do -10˚C (także nieco niższej) zabija część komórek (w takiej temperaturze kryształy lodu tworzą się powoli i są duże, więc rozrywają komórki).

Konserwować możemy też dodając cukru lub zagęszczając produkty cukier zawierające. Dżemy wyskosłodzone, marmolady, koncentraty soków owocowych czy owocowe syropy – wszystkie zawierają dużo cukru (mówi się w tym wypadku o ekstrakcie, który dla tych produktów jest przeważnie powyżej 60%). W takich warunkach następuje odwodnienie komórek, starających się wyrównać różnicę stężeń wewnątrz i na zewnątrz swojej ściany/błony komórkowej, co prowadzi do zmiany ich ciśnienia osmotycznego i uniemożliwia wzrost. Podobnie działa dodatek soli. Teraz dla pewności jeszcze zapasteryzujemy lub wysterylizujemy konserwę i można ją już przechowywać bardzo długo bez obawy zepsucia.

Można także przechowywać produkt w gazie innym niż tlen lub beztlenowo. Beztlenowe przechowywanie nie jest polecane, gdyż gros patogenów żywności rozwija się najlepiej właśnie bez tlenu. Dlatego najczęściej stosuje się atmosfery modyfikowane, czyli szczelne opakowania z gazem niekorzystnym dla rozwoju mikrobów. Należy tu wspomnieć o pakowaniu aseptycznym, które polega na szczelnym, beztlenowym zapakowaniu wysterylizowanego produktu w wysterylizowane opakowanie. W ogóle cały proces musi przebiegać w sterylnych warunkach, dzięki czemu prawie żadne mikroby nie dostają się do produktu.

Przejdźmy jednak do mojej ulubionej metody wykorzystującej aktywność wody. Aktywność wody to nic innego jak ilość dostępnej wody w środowisku. Woda w produkcie może być związana i niezwiązana. Związana jest woda, która np. wchodzi w skład komórek w tkance mięsnej. Woda niezwiązana wypełnia przestrzenie międzykomórkowe i jest dostępna dla drobnoustrojów do wzrostu i prowadzenia funkcji życiowych. Metodą jej usunięcia jest oczywiście suszenie. Może to być zwykłe suszenie gorącym powietrzem (np. susz warzywny lub owocowy) lub suszenie sublimacyjne, czyli liofilizacja (o tym, czym jest liofilizacja konkretnie napiszę innym razem). Produkt pozbawiony wody nie daje mikrobom możliwość wzrostu. Oto tajemnica dania instant w kubeczku. Póki żadna wilgoć się do niego nie dostanie, w środku jest za mało wody, żeby bakterie i nawet pleśni się rozwijały. Gdy kubeczek się otworzy, to istnieje, choć nieznaczne, zagrożenie, że z otoczenia dostanie się wilgoć i aktywność wody wzrośnie do poziomu umożliwiającego rozwój drobnoustrojów. Jednak dopiero po zalaniu dania wodę występują warunki, w których mikroby się namnożą. Czy są tam też konserwanty? Sprawdźcie. Jeśli zalejecie wodą zawartość kubeczka i zostawicie na dzień lub dwa, to w przypadku, gdy będą tam konserwanty, nadal niewiele powinno się zmienić (no może się zeschnie). Jeśli jednak nie jest on konserwowany chemicznie, to prawdopodobnie zapleśnieje lub zepsuje się w inny sposób.

Płotki

Zbierzmy więc poznane dotychczas metody konserwowania żywności:

Rodzaj metody Czynnik inaktywacji Metoda
Metody fizyczne Temperatura Działanie wysoką temperaturą: obróbka termiczna, pasteryzacja, sterylizacja

Działanie niską temperaturą: mrożenie i chłodzenie

Dostępność tlenu Pakowanie próżniowe

Pakowanie w modyfikowanej atmosferze

Aktywność wody Suszenie i suszenie sublimacyjne
Metody chemiczne pH środowiska Kwaszenie*

Marynowanie (kwasy organiczne: octowy, mlekowy, cytrynowy)

Ciśnienie osmotyczne Dodatek soli (np. NaCl)**

Dodatek cukru

* Kwaszenie jest tak naprawdę raczej biologiczną metodą, gdyż obniżenie pH następuje na skutek kwasów wydzielanych jako metabolity bakterii kwasu mlekowego.
** Do kategorii „dodatek soli” należą też tak znienawidzone przez niektórych metody dodawania konserwantów, np. benzoesan sodu = sól sodowa kwasu benzoesowego.

Metoda płotków polega na umiejętnym łączeniu powyższych sposobów konserwowania żywności, przy czym bardzo istotne jest, aby:

  • w pierwszej kolejności stosować metody najmniej inwazyjne („najbardziej naturalne”),
  • stosować minimalną ilość płotków,
  • dobierać płotki tak, aby całkowicie eliminowały zagrożenie ze strony drobnoustrojów,
  • dobierać płotki tak, aby minimalne ingerować w jakość organoleptyczną i skład odżywczy produktu.

SUMMARY

Many people thinks that all food contains preservatives even if they aren’t mention on packages. It is false. Nowadays in use is hurdle technology which based on microorganisms growth and inactivation factors and knowledge about specific of each kind of food pathogens and nutrition value. The most important microorganisms growth and inactivation factors are: temperature, pH, water activity, osmotic pressure and oxygen accessibility. Including this factors we can classify food preservation methods as physical and chemical:

Method’s group Inactivation factor Method
Phisical methods Temperature High temperature: cooking, pasteurization, sterilization

Low temperature: freezing and chilling

Oxygen accessibility Vacuum packing

Packing in modify atmosphere

Water activity Drying and freez drying
Chemical methods pH Pickling*

Marination (by organic acids)

Osmotic pressure Salt adjustment(eg. NaCl)**

Sugar adjustment

* It is more biological method.
** Salt adjustment is also a sodium benzoate adjustment because sodium benzoate = sodium salt of benzoic acid.

Each method is a single “hurdle”. We can set together different “hurdles” in many different ways and proper setting cause that pathogens can’t “jump” our last “hurdle” (they are inactivate or there is too little of them and they can’t reproduce). It should be emphasized that sodium benzoate which is perceived so negative is only one of many food preservation method and is used only in final necessity.

About these ads

13 responses »

  1. Bardzo mi się podobało. Szczególnie, że napisałeś o różnicy między sterylizacją a metodami dezynfekcyjnymi, co jest często mylone.
    Warto wspomnieć jeszcze o tyndalizacji (nie znam się, może nie jest stosowana na dużą skalę, ale na małą na pewno bywa), która jest trzykrotną pasteryzacją; a dzieki zrozumieniu działania tej metody wyraźnie widać różnice między sterylizacją (czyli generalnie zniszczeniem wszelkich form bakteryjnych) a dezynfekcją, czyli zniszczeniem tylko form wegetatywnych.
    Innymi słowy uważam, że nie tylko studenci technologii żywności powinni przeczytać Twoją notkę, ale i studenci medycyny :-)

  2. @ Sporothrix

    Nie wnikałem tym razem za bardzo w szczegóły, bo już nie chciałem mącić formami wegetatywnymi i przetrwalnikami. Ten temat jeszcze się na pewno u mnie pojawi.

    Co do tyndalizacji, to można ją stosować do konserw mięsnych, ale do warzywnych czy owocowych jest mnie polecana, bo poza doskonałym efektem konserwującym niszczy już i tak przez proces kulinarny nadwątlone mocno składniki odżywcze. Chyba witaminy C w tyndalizowanym przetworze nie należy się spodziewać już wcale (i tak w zwykłym procesie obróbki termicznej straty sięgają 50-60%). Ponadto często trzykrotna pasteryzacja dodatkowo za bardzo rozmiękcza składniki konserwy i tworzy się pacia.

    Ja sam uważam, że wpis może nie być jeszcze dość przejrzysty. Każda metoda konserwowania kryje za sobą inne, w sumie dla laika dość skomplikowane mechanizmy i w zupełnie inny sposób działa na drobnoustroje.

  3. A nie, no pewnie, że nie da się napisać zupełnie wszystkiego w jednej notce.
    I nie zwracaj na mnie uwagi, to tylko moje zboczenie na punkcie sterylizacji, dezynfekcji, sanityzacji, aseptyki i tym podobnych fascynujących rzeczy (oraz różnic między nimi) odezwało się pod wpływem Twojego wpisu ;-)

  4. Czy prze-solenie i prze-cukrzenie nie jest w jakiś sposób pokrewne suszeniu? To i to powoduje niedostatek wody… Czy za bardzo upraszczam?

    Z ciekawych metod: kiedyś w PL było (może jeszcze jest) mleko sterylizowane (może dobrze dezynfekowane?) przez ultrafiltrację.

  5. @ Sporothrix

    A to bardzo interesujące i pożyteczne zboczenie! :D W produkcji żywności stosuje się jeszcze UHT, apertyzację i to o czym wspomniał Miski, czyli ultrafiltrację. Ja niestety aż tak dobrze się nie znam, ale się douczę :P

    @ Miskidomleka

    Prze-solenie i prze-cukrzenie to jednak zmiana ciśnienia osmotycznego. Różnica polega na tym, że przy soleniu i słodzeniu woda zostaje związana przez sól/cukier i w ten sposób jest mniej dostępna dla procesów życiowych drobnoustrojów (także następuje zmiana ciśnienia wewnątrz komórek samych drobnoustrojów, co utrudnia im namnażanie się). Natomiast przy suszeniu woda zostaje fizycznie usunięta z produktu. Po prostu jest jej tam mniej.

  6. Pingback: Propaganda głupoty « Miski do mleka

  7. Pingback: “L” jak listerioza « figulacha z makulachem

  8. Witam uprzejmie Wszystkich.Jestem tu nowy,choć w życiu nie całkiem (69)-emerytowany nauczyciel od matmy ,aktualnie nadrabiający braki w edukacji komputerowej(liczę na wyrozumiałość). A sprawa?Otóż mój działkowy hobbystycznie hołubiony cytryniec chiński (polecam http://www.ogrody.agrosan.pl/ciecinski/cytryniec/) dostarczył mi w tym roku znaczącej ilości swoich oryginalnych i b.wartościowych owoców-takie koralowe jagody.Przeznaczenie?Trochę na nalewkę,trochę ususzyć-dość ciężko rozstaje się z wodą.Trochę zaś zakonserwować ,tak,by zachować maximum „natury” i to w prosty sposób.Zalać miodem (gryczanym) w małych słoiczkach?Spróbujmy.Potem konsultacja z doświadczonym pszczelarzem.”Życzeniowe podejście przyjacielu.Miód wyciągnie sok,uwodni się ponad dopuszczalne 20%, a następnie wszystko sfermentuje!”Rzeczywiście,na dole rzadki klarowny soczek,u góry pomarszczone jagody.Wszytko mocno słodko-kwaśne,smaczne i …bez bąbelków,zapachu fermentacji,nie mówiąc o jakichś tam pleśniach.Czyżby sukces i jak to wyjaśnić?Czy może niskie pH(jak go zmierzyć w praktyce)?A może to kolejna nie opisana jeszcze własność tej nader interesującej rośliny?Wiem,wiem pewno te 11dni w temperaturze 20-23 st.C,to zbyt krótki czas do takich wniosków.Ale też wykluczyć nie można,nieprawdaż?Będziemy obserwować.Zapraszam do wymiany opinii,własnych doświadczeń.Z uznaniem i podziwem kłaniam się Sykofancie.Pozdrawiam Wszystkich.sleszek.

  9. W uzupełnieniu wczorajszego wpisu.Załączony link niestety nie działa,przynajmniej z poziomu Firefoxa. Z poziomu Google Chrome wszedłem skutecznie na stronę http://ciecinski.eco.pl/lcytryn.html ,gdzie można znaleźć obszerny artykuł o cytryńcu.Przy okazji,jak mogę zmienić przydzieloną mi ikonkę na własną?

  10. @ sleszek

    Dziękuję za wizytę i zainteresowanie tekstem. Jak sam już zauważyłeś pszczelarz miał rację – zawsze po umieszczeniu owoców, warzyw, mięsa itp. w płynie o bardzo wysokim stężeniu cukru lub soli nastąpi wypłynięcie z nich soku (zwykły mechanizm wyrównania stężeń między komórkami produktu a płynem zewnątrzkomórkowym). Jeżeli więc zamierzasz konserwować owoce wyłącznie za pomocą miodu, to powinny być to owoce suszone lub podsuszone. Muszę jednak ostrzec, że i taki produkt na pewno nie jest w 100% bezpieczny – istnieją bowiem gatunki drożdży, które mogą prowadzić fermentację przy bardzo wysokich stężeniach cukru, nawet w miodzie właśnie.

    Polecam również opisaną w tekście, na pewno doskonale Ci znaną klasyczną pasteryzację. To najłatwiejszy i dość skuteczny sposób konserwowania. Nie wymaga dodawania środków konserwujących. Do przetworów dodasz tylko to, co faktycznie chcesz, a potem zapasteryzujesz.

    Co do odczynu konserw, to odpowiednią kwasowość (ilość kwasu zapewniającą konserwujące działanie) mają raczej wyłącznie marynaty, czyli przetwory z dodatkiem octu, kwasu mlekowego lub ich mieszaniny. Bez tego dodatku, ani warzywa, ani owoce nie zapewnią odpowiedniej kwasowość produktu. Ponadto nawet bardzo kwaśne produkty przeważnie zabezpiecza się dodatkowo je pasteryzując.

    pH produktów można zmierzyć raczej wyłącznie za pomocą pH-metru, ale do domowego użytku nie ma to większego sensu.

  11. Dzięki sykofanto za życzliwy ,fachowy i co naturalne w Twojej sytuacji,ogólny komentarz.A mój eksperyment?Nadal OK.Ostatnio poszerzyłem o takąż próbę z owocem żurawiny.Aha,świeża żurawina jest wciąż dostępna.Może więc ktoś jeszcze przyłączy się do „miodowego” eksperymentu.A miodowy wyciąg z cytryńca testuję już wewnętrznie.Rano stołowa łyżka na pół szklanki wody.Smakuje wybornie.Działanie?Za wcześnie na uzasadnioną odpowiedź.Mam nadzieję,że jakieś mikroby działając bezobjawowo w tle nie wprowadzą do mikstury jakichś wrednych toksyn.Cóż,nie spróbujesz,nie dowiesz się.Ewentualna odtrutka(nalewka alkoholowa na cytryńcu) też już w produkcji.Pozdrawiam.

  12. Takiego właśnie specjalisty szukałem, a i temat w komentarzach też już się zbliżył do mojego zagadnienia. Mój problem jest następujący: przechowywanie ziół, roślin zielonych, ale tak, by zachować pewną wilgotność.Lubię palić te zioła (zioła, a nie „zioło”!) w fajce, a w przypadku klasycznego wysuszenia, przestają się do tego nadawać (zupełnie świeże oczywiście też się nie palą). Eksperymentuję obecnie z fermentacją (wzorowaną na stosowanej w obróbce tytoniu), ale zastanawiam się, czy skropienie ziół roztworem miodu zabezpieczy je przed powstaniem pleśni? Szałwia czy kocimiętka od razu pleśń załapały, gdy próbowałem je nawilżać tak, jak zwykle robiłem z tytoniem fajkowym.

Dodaj komentarz

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s