SVEUILITE U RIJECIFAKULTET ZA MENADMENT U TURIZMU I UGOSTITELJSTVU, OPATIJA

FIZIKALNE METODE KONZERVIRANJA

Seminarski rad

Kolegij: Hrana I prehranaMentor: dr.sc. Greta KreiStudenti:Dario Papari 21525/11Danko Piknja Luka SiliLuka Nikolac 21524/11

Opatija, studeni 2013.

SADRAJ

UVOD11. KONZERVIRANJE NAMIRNICA22. HLAENJE22.1. Vrste hlaenja32.2. uvanje namirnica43. KONZERVIRANJE ZAMRZAVANJEM73.1. Temperatura zamrzavanja93.2. Veliina kristala leda i brzina zamrzavanja113.3. Promjene u namirnici nakon zamrzavanja134. SUENJE HRANE134.1. Liofilizacija i dimljenje154.2. Sunice165. PRIMJER HLAENJA HRANE186. PRIMJER ZAMRZAVANJA HRANE187. PRIMJER SUENJA HRANE20ZAKLJUAK22LITERATURA23POPIS ILUSTRACIJA23

UVOD

U ovom seminarskom radu govorimo o metodama konzerviranja hrane i namirnica. Postoje fizikalne metode konzerviranja, konzerviranje dodacima i kombinirane metode konzerviranja. Ovaj seminarski rad e se posvetiti fiziklanim metodama konzerviranja. Za poetak nuno je upoznati se s samom definicijom konzerviranja. Konzerviranje (od lat. conservatio = ouvati, odrati) namirnica je zajedniki naziv za razliite postupke kojima je cilj da se u to veoj mjeri i kroz to dui period ouva izvorna kvaliteta neke namirnice, da se sprijei njezino kvarenje ili degradacija. Uzroci kvarenja namirnica su djelovanje fizikalnih, kemijskih, enzimatskih i mikrobiolokih postupaka. Osim toga uzroci su i mikroorganizmi koji uzrokuju kvarenje namirnica: kvasci, plijesni, bakterije i virusi. Vano je spomenuti da postupak kvarenja se odvija aktivnou enzima mikroorganizama koji aktiviraju razgradne procese u organskim spojevima.Za nas su bitne fizikalne metode konzerviranja: hlaenje, suenje i zamrzavanje. Konzerviranje hlaenjem je metoda konzerviranja ijom se primjenom najmanje mijenjaju izvorna svojstva namirnice u negativnom smislu, ali se poveava trajnost na relativno kratak period. Kod namirnica koje su konzervirane smrzavanjem dolazi do izdvajanja vode u vidu kristala leda i snienjem temperature praktiki su zaustavljeni kemijski, biokemijski i mikrobioloki procesi. Zamrzavanjem se, za razliku od hlaenja, moe konzervirati neka namirnica na mnogo dui period ili pod odreenim uvjetima, praktiki neogranieno vrijeme.Svrha i cilj ovog seminarskog rada je upoznati se s fizikalnim metodama konzerviranja, kao to su hlaenje, suenje i zamrzivanje kako bi se izbjegla mogua kvarenja hrane u domainstvima i trgovinama.Metode istraivanje pri izradi ovog seminarskog rada su : znanstvene metode analize, sinteze, generalizacije i klasifikacije.

1. KONZERVIRANJE NAMIRNICAKonzerviranje namirnica je postupak ouvanja hrane od kvarenja. Konzerviranjem namirnica se poveava trajnost namirnica, produljuje rok njihova uvanja i valjanosti na tritu, proiruje asortiman prehrambenih proizvoda (svjea, zamrznuta, soljena i konzervirana riba), poboljava im se okus (oplemenjivanje kobasica, mariniranje povra), te poveava prehrambena vrijednost (dodavanje eera, sirupa , ulja i sl.)Metode konzerviranja mogu biti: fizikalna konzerviranje dodacima kombinirane metodePod fizikalne metode konzerviranja namirnica spadaju konzerviranje termikom sterilizacijom, konzerviranje hlaenjem, konzerviranje smrzavanjem, konzerviranje suenjem, konzerviranje koncentriranjem, konzerviranje ionizirajuim zraenjem, te konzerviranje visokofrekventnom i mikrovalnom energijom. Snienjem temperature usporavaju se kemijske promjene u namirnici bilo da su posljedica aktivnosti enzima same namirnice ili drugih kemijskih agensa, odnosno da nastaju djelovanjem mikroorganizama. Konzerviranje hlaenjem je metoda konzerviranja ijom se primjenom najmanje mijenjaju izvorna svojstva namirnice u negativnom smislu, ali se poveava trajnost na relativno kratak period.

2. HLAENJEHlaenje je najire i najee primjenjivana metoda kratkotrajnog konzerviranja za razne vrste namirnica. Hlaenje (eng. chilling, cooling) je postupak konzerviranja namirnica dranjem na temperaturi od (najee) 4 do 6C. Hlaenje je metoda kojom se najmanje mijenjaju izvorna svojstva namirnice. Meutim, hlaenjem se poveava odrivost (trajnost) proizvoda samo na krae vrijeme. Postoje izvjesne razlike izmeu pojedinih sorti voa i povra i one se kreu od nekoliko dana do nekoliko mjeseci. U pravilu potrebno je provesti ohlaivanje pokvarljivih namirnica to bre na odgovarajuu temperaturu to znai odmah nakon branja, ulova ili klanja i odravati (po potrebi) tu temperaturu tokom transporta, skladitenja i prodaje do krajnje upotrebe. Hlaenje se primjenjuje u uvanju mnogih svjeih namirnica primjerice voa, povra, mesa, ribe, mlijeka, vrhnja, jogurta i maslaca. Postoje razliite vrste pogona u kojima se skladite prehrambeni proizvodi primjenom hladnoe. Hladnjae dubokog zamrzavanja odravaju stalnu temperaturu na 18C, dok se kod transporta namirnica koriste razna rashladna transportna sredstva: vagoni-hladnjae kamioni-hladnjae brodovi-hladnjae rashladni kontejneri (sanduci)

2.1. Vrste hlaenjaPostoji vie postupaka hlaenja. Hlaenje naglim isparavanjem je postupak hlaenja kod kojeg se naglo isparava sredstvo za hlaenje oko namirnice. S druge strane, hlaenje pod vakuumom (engl. vacuum cooling) je postupak hlaenja namirnica forsiranim isparavanjem pod vakuumom, ili hlaenjem namirnica ubrzanim odvoenjem prethodno ohlaenog zraka. Hlaenje rasprivanjem (engl. spray cooling), je postupak rasprivanja prethodno ohlaene tekuine preko namirnica u prostoriji u kojoj su smjetene. Hlaenje uranjanjem u rashladno sredstvo je klasian postupak uranjanja namirnica u hladnu vodu ili drugo sredstvo s niom temperaturom od okolia.Indirektno hlaenje je postupak hlaenja namirnica prethodno ohlaenom vodom i obilato se koristi u mljekarskoj industriji. Kontaktno hlaenje je postupak hlaenja u direktnom kontaktu namirnice i izvorita niskih temperatura (hladne povrine). Neposredno hlaenje (engl. direct expansion cooling) je postupak hlaenja tako da je ispariva direktno u dodiru s hlaenom namirnicom. Ova vrsta se koristi kod lako pokvarljive robe (bobiasto voe).

Pothlaivanje (engl. subcooling) je postupak sputanja temperature tekuine neto nie od njene temperature zasienja kod datog pritiska. Neke vrste voa i povra moraju se podvrgnuti prethlaivanju, tj. kratko vrijeme od nekoliko sati, obino 10-12 sati na +2 do +4C. Prethlaivanjem se odvodi latentna toplina kod sirovine, prije prevoza, prerade, skladitenja. Prethlaivanje se moe provesti: hladnom vodom (uranjanjem ili prskanjem), hladnim zrakom (propuhivanjem), ledom i vakuumom. Pothlaivanje se obavlja prije stavljanja na uvanje ili u svrhu transporta na veu udaljenost.

2.2. uvanje namirnicaNamirnice se najee uvaju u rashladnim komorama. U domainstvu za hlaenje i smrzavanje namirnica koriste se kuanski hladnjaci odnosno zamrzivai, dok se u trgovinama koriste rashladne komore i vitrine u prodajnim prostorima. Hlaenje i smrzavanje se koriste u mnogim fazama pripreme, prerade i distribucije ivotnih namirnica bilo da se radi o mesnoj industriji, mlijenoj industriji, proizvodnji i distribuciji voa i povra, proizvodnji piva i vina, odnosno preradi ribe. U voarstvu je potrebno u najkraem moguem vremenu ohladiti voe nakon berbe. Cilj je sauvati kvalitetu, izbjei gubitak uslijed kvarenja te produiti vijek trajanja.Temperatura voa i povra utjee na brzinu promjena i kvarenje. Temperatura ubranog voa esto iznosi od 20 do 30C i vie. U tim uvjetima ubrzani su procesi kvarenja. Zbog toga je takvo voe potrebno to bre ohladiti precooling metodom, odnosno brzim uklanjanjem topline. Brzo uklanjanje topline nekoliko sati poslije branja zaustavlja kvarenje proizvoda. Nakon to se temperatura proizvoda smanji na nisku razinu, smanjuje se i disanje proizvoda. Ova metoda je zasnovana na saznanju da se smanjenjem temperature biokemijski procesi u vou i povru usporavaju, pa se tako snienjem temperature za 10C veina biokemijskih reakcija usporava za 2-3 puta. Na temperaturi hlaenja od +2C do +7C kvarenje je usporeno, pa se proizvod dobro dri i nekoliko dana. Niska temperatura usporava ili zaustavlja razvoj mikroorganizama koji se odlikuju velikom moi adaptacije u sredini gdje se nastane.

Tablica 1.- Klasifikacija mikroorganizama prema temperaturnim uvjetimaR.br.GrupaMinimalnaOptimalnaMaximalna

1.Psihrofilni-5 do +515 do 1810 do 22

2.Mezofilni10 do 1520 do 3735 do 45

3.Termofilni40 do 4555 do 7560 do 80

Izvor: Izradio autor

uvanje voa i povra tokom dueg razdoblja u hladnjaama ovisit e uvelike i o poetnoj kvaliteti. Voe i povre mora biti zrelo, zdravo, bez mehanikih oteenja, bez oboljenja i bez stranih mirisa. Takoer je potrebno raunati i na injenicu da moe doi i do tzv. oteenja hladnoom odreenih vrsta voa. Ovim promjenama naroito su podlone tropske i subtropske vrste voa, jer sa na niim temperaturama unutar njihovih tkiva ne mogu odvijati procesi metabolizma. U nekim sluajevima ovo se susree i na temperaturama od 10-13C. Oteenja su najea prilikom vaenja iz hlaenog prostora na vie temperature (promjena boje kore i tkiva, pojava tamnih mrlja, omekanje teksture itd.). Za sve vrste voa i povra vano je da temperatura bude stalna i bez znaajnijih varijacija. Variranje temperature 1-2C moe znaajno utjecati na trajanje uvanja voa i povra. Na odravanje voa i povra tokom uvanja pri niskim temperaturama ima znaajan utjecaj i vlanost zraka. Ako je vlanost preniska, moe doi do smeuranja plodova, te gubitka svjeine plodova. Visoka je vlanost poeljna radi ouvanja dobre kvalitete voa i povra, ali previsoka vlanost dovodi do razvitka nepoeljnih plijesni i mikroorganizama.Primjena niskih temperatura za konzerviranje namirnica bazira se na injenici da se razvoj mikroorganizama moe usporiti na temperaturama od oko 0C, a gotovo potpuno zaustavit na temperaturama smrzavanja. Razlog za ovo je injenica da se metabolike reakcije mikroorganizama odvijaju pod utjecajem enzima ija aktivnost ovisi od temperature. Prema tome podizanjem temperature ubrzat e se i reakcija. Optimum relativne vlanosti zraka u hladnjai zavisi o vrsti namirnica koja se skladiti, temperaturi, te sastavavu atmosfere u hladnjai. Suvie niska vlanost u hladnjai izaziva gubitak vlage iz namirnica, pa prema tome i teine, a u vou izaziva smeuranje.

Tablica 2. Period skladitenja odreenog voa i povra u odreenim uvjetima temperature i relativne vlanostiR.br.ProizvodTemperatura (oC)Vlanost (%)Period skladitenja

1.Jabuka-14909518 mjeseci

2.Banana (zelena)Banana (zrela)13151315859085901030 dana5-1 dana

3.Grah789510012 tjedna

4.Brokula019510012 tjedna

5.Mrkva019510046 tjedana

6.Celer019510013 mjeseci

7.Karfiol019510024 tjedna

8.Citrusi489038 tjedana

9.Krastavac81190-951-2 tjedna

10.Grejpfrut10-15904-16 tjedana

11.Kivi-0,5-0909523 mjeseca

12.Limun1014902-6 mjeseci

13.Mango5,5-14902-7 tjedana

14.Lubenica4-1585-901-2 tjedna

15.Zelena salata0-195-1001-4 tjedana

16.Crveni luk-1-070-806-8 tjedana

17.Narande2-7901-4 mjeseci

Izvor: Izradio autor

3. KONZERVIRANJE ZAMRZAVANJEM

Zamrzavanjem namirnice omoguuje se znatno dulje odranje njene kvalitete. Zamrzavanje je proces snienja temperature namirnice ispod toke smrzavanja staninog soka. Na taj se nain reducira aktivnost mikroorganizama i enzimskih sustava, pa su i procesi kvarenja zaustavljeni. Smrznuta namirnica znatno bolje ouva svoju boju, okus i sastav nego ako je konzervirana hlaenjem, suenjem ili sterilizacijom. Jedini je nedostatak te metode naruavanje teksture proizvoda poradi stvaranja kristala leda. Procesi kvarenja smrznute namirnice znatno su usporeni, odnosno zaustavljeni iz dva razloga:1. snienja temperature,2. uklanjanja vode potrebne za rast i razvoj mikroorganizama (voda prelazi u led)

S prelaskom najvee koliine vode u led uz istodobni porast koncentracije otopljene tvari smanjuje se aktivitet vode u namirnici do toke pri kojoj niti jedan mikroorganizam ne moe rasti, a kemijske se reakcije usporavaju. Osim navedenog, smrt mikroorganizama kao i smanjenje njihove aktivnosti nastaje zbog izmjene strukturre protoplazme i smanjenja mogunosti razmjene tvari kroz stanine stijenke. Zamrzavanjem se formiraju kristali leda, ime se poveava viskoznost protoplazme, smanjuje sposobnost vezanja vode za koloide, raste osmotski tlak u stanici to dovodi do nepovratnih i tetnih promjena u proteinima, a i sami kristali leda poradi veeg volumena mehaniki oteuju citoplazmu i staninu membranu. Iz navedenog se moe zakljuiti da sama niska temperatura ima sekundarni utjecaj na odumiranje mikroorganizama u usporedbi s prethodno navedenim faktorima.Osim navedenog dolazi i do izvjesnih fizikalno-kemisjskih promjena koje mogu uzrokovati promjene u kvaliteti. Da bi se te promjene svele na minimum, potrebno je namirnicu prije zamrzavanja pripremiti na odgovarajui nain. Ponajprije, potrebno ju je blanirati, a nakon toga odabrati odgovarajui postupak zamrzavanja i nain uvanja smrznute namirnice. Blaniranje je proces toplinske obrade namirnice vodom ili parom u svrhu inaktivacije enzima, omekavanja tkiva te uklanjanja zraka iz meustaninog prostora.Svi mikroorganizmi ne podnose na isti nain proces zamrzavanja. Slino kao i kad je rije o povienim temperaturama, pojedine vrste mikroorganizama razliito podnose niske temperature. Ako se temperatura naglo snizi s optimalne za rast i razvoj nekog mikroorganizma na oko 0 C, mnoge bakterije su izloene tzv. temperaturnom oku. U sluaju kad se nakon temperaturnog oka ponovno postigne optimalna temperatura za rast i razvoj navedenih bakterija, one gube sposobnost reprodukcije.Vano je naglasiti da se bakterije koje mogu namirnicu uiniti toksinom, ne mogu razvijati na temperaturi nioj od 3C. Njnia temperatura za razvoj salmonela i stafilokoka je 7C.Mikroorganizma odlikuje velika sposobnost prilagodbe, mnogi psihrofili za razmnoavanje zahtjevaju minimalnu temperaturu od -7 do 0C.Najnie temperature pri kojima se mikroorganizmi jo uvijek mogu razvijati jesu: za bakterije 5 do -8C za kvasce -7 do -10C za plijesni od -8 do -12CTo u naelu znai da do mikrobioloke aktivnosti moe doi i na temperaturama niim od temperature zamrzavanja vode. Takoer, treba istaknuti da pri uobiajenim temperaturama zamrzavanja i skladitenja (-18C) spore bakterija ostaju neoteene i pod tim uvjetima odravanja imaju sposobnost razmnoavanja i poslije 10 godina skalditenja.

Openito utjecaj zamrzavanja na preivljavanje mikroorganizama ovisi o ovim faktorima: vrsti mikroorganizma poetnom broju mikroorganizama kemijskom sastavu namirnice primijenjenoj temperaturi brzini zamrzavanja vrsti i veliini pakiranja

3.1. Temperatura zamrzavanja

Temperatura zamrzavanja nekog materijala je ona temperatura pri kojoj dolazi do formiranja kristala leda. Temperatura zamrzavanja iste vode je 0C. Meutim, voda se stvarno ne poinje zamrzavati pri 0C. Naime, odvoenjem topline, tj. snienjem temperature iste vode ona se najprije pothlauje na temperatru neto niu od 0C i tek tada dolazi do formiranja centara kristalizacije. Tada poinje zamrzavanje pri emu se oslobaa latentna toplina kristalizacije (334 kJ/kg) te temperatura poraste do 0C.Ta je temperatura konstantna (0C) tako dugo dok se voda pretvori u led, a u trenutku kada je sva voda prela u led, temperatura pada na niu od 0C i pribliava se temperaturi okoline.Da bi nastupilo zamrzavanje otopine, ona se mora najprije ohladiti na temperaturu niu od temperature zamrzavanja (pothlaivanje), pri emu dolazi do formiranja centra kristalizacije leda. ista voda prelazi u led, a preostala otopina postaje sve vie koncentrirana tako da temperatura zamrzavanja kontinuirano pada. Nime, temperatura zamrzavanja otopine je nia od one iste tekuine, a taj fenomen je poznat pod nazivom snienje toke ledita ili snienje temperature zamrzavanja.Kad govorimo zamrzavanju namirnica (najee voe i povre te meso i riba), ovisnost promjene temperature i vremena moe se prikazati preko tri faze: Faza A. Tijekom te faze dolazi do kontinuiranog pada temperature namirnice budui da se u svakoj jedinici vremena oduzima ista koliina topline. Faza A traje do poetka zamrzavanja odnosno pojave centara kristalizacije. Faza B. Zapoinje kristalizacijom leda u namirnici pri emu je temperatura namirnice konstantna zbog oslobaanja latentne topline kristalizacije koju je potrebno kontinuirano odvoditi. Ta faza traje dok se veina vode ne pretvori u led. To znai da se temperatura namirnice praktino ne mijenja za vrijeme najintenzivnijeg stvaranja leda. Faza C. Temperatura namirnice ponovno se snizuje brzinom koja je ovisna o kapacitetu rashladnog ureaja.

Od navedene tri faze zamrzavanja namirnica odluujuu ulogu u kvaliteti smrznutog proizvda ima faza B s obzirom na to da u toj fazi dolazi do formiranja kristala leda.Neadekvatno voen proces zamrzavanja moe imati za posljedicu ireverzibilno oteenje stanine strukture. Kao dodatna oteenja prilikom zamrzavanja tkiva prisutna su jo oteenja zamrzavanjem (niskom temperaturom), oteenja prekoncentracijom tvari, oteenja dehidratacijom i mehanika oteenja kao posljedica rasta velikih kristala leda. Oteenja zamrzavanjem su rezultat izlagnja tkiva niskim temperaturama. Oteenja prekoncentriranjem tvari su rezultat poveanja koncentracije otopljenih tvari u nesmrznutoj tekuini poradi stvaranja kristala leda. Oteenja dehidratacijom rezultiraju poveanom koncentracijom otopljenih tvari u nesmrznutoj tekuini i osmotskog prijenosa vode iz unutranjosti stanice. Mehanika oteenja tkiva rezultiraju smanjenjem funkcije stanine membrane, poremeajem metabolikih sustava, denaturacijom proteina, stalnim prijelazom vode iz unutranjosti u ekstracelularni prostor, inaktivacijom enzima i ekstenzivnom rupturom stanica. Gube se i svojstva koja pokazuju svjeinu i vrstou smrznute hrane, zbog toga to ona veinom ovise o strukturnom ureenju i kemijskom sastavu staninog zida i intercelularnih prostora gdje su pektinske tvari primarni sastojci.Ouvanje stanine strukture funkcija je brzine zamrzavanja i veliine kristala leda te su stoga navedeni negativni uinci procesa zamrzavanja usko povezani s brzinom odvoenja topline.

3.2. Veliina kristala leda i brzina zamrzavanja

Brzina stvaranja leda je funkcija brzine uklanjanja topline kao i brzine difuzije vode iz otopine k povrini kristala leda. Pri maloj brzini zamrzavanja nastaje mali broj centara kristalizacije i kristali leda rastu do relativno velikih dimenzija. Voda iz stanice difundira kroz staninu membranu pri emu dolazi do dehidratacije stanice.Dakle, paralelno s kristalizacijom leda zbivaju se i drugi fizikalno-kemisjki fenomeni od kojih je osmoza (difuzija) najvanija za kvalitetu zamrznute namirnice. Tijekom sporog zamrzavanja dolazi zbog kristalizacije vode u meustaninom prostoru do naruavanja ravnotee izmeu izvanstaninog prostora i stanice. Takoer, dolazi do difuzije vode iz unutranjosti stanice i njezine kristalizacije u izvanstaninom prostoru, to pridonosi porastu veliine kristala ve formiranog leda. Stoga je cilj pravilno voenog procesa zamrzavanja svesti osmozu (difuziju) na to je mogue manju mjeru. To je mogue provesti poveanjem brzine zamrzavanja. Ako raste brzina zamrzavanja , raste i broj kristala leda, a njihova veliina postaje sve manja.Karakteristike sporog zamrzavanja: mali broj velikih kristala leda kristali se nalaze u izvanstaninom prostoru te dolazi do deformacija stanicaKarakteristike brzog zamrzavanja: veliki broj malih kristala leda kristali su jednoliko formirani u stanici i izvan stanice ne dolazi do deformiranja stanice

Ope je prihvaeno da se brzina zamrzavanja definira brzinom pomicanja fronte leda u namirnici tijekom vremena (u cm/h) pa prema tome razlikujemo ove brzine zamrzavanja: Vrlo brzo zamrzavanje- 5cm/h fronta leda prodire brzinom veom od 5cm/h to je osobito vano za kritiki temperaturni interval izmeu 0 i -5C, tj. zone maksimalnog formiranja kristala leda. brzo zamrzavanje openito znai da je namirnica smrznuta i uvana na ovaj nain: zamrzavanje je provedeno tako da se zona maksimalne kristalizacije (kritina zona) za veinu proizvoda izmeu -1C i -5C - proe brzo, a da je zamrzavanje zavreno kada prosjena temeratura dostigne -18C. Brzo zamrzavanje- brzina fronte leda kree se u rasponu od 1 do 5 cm/h Sporo zamrzavanje- brzina frnte leda kree se brzinom manjom od 1 cm/hProces zamrzavanja je zavren kada je najvei dio vode koja se zamrzava u sreditu namirnice prevedenu led. To se za veinu namirnica podudara s trenutkom kada temperatura u sreditu namirnice padne nie od -10C.Duljina trajanja procesa zamrzavanja ovisi o vie faktora. Najvaniji jesu:1. Veliina i oblik namirnica, posebno debljina,2. promjena entalpije,3. toplinska vodljivost namirnice,4. poetne i konane temperature,5. koeficijent prijenosa topline povrine namirnice i 6. temperatura medija kojim se ostvaruje zamrzavanje namirnicePretvorba iste vode u led popraena je prmjenom volumena od 9%. Promjena volumena u namirnicama je manja i iznosi oko 6%, budui da se samo dio vode prisutne u namirnici zamrzava. To je tzv. slobodna voda za razliku od vezane vode, tj. one koja se ne smrzava. Vezana voda je ona koja je vrsto vezana za pojedine molekule namirnice.Tijekom zamrzavanja namirnice koja nije prethodno pakirana u ambalau dolazi do isparavanja vode s njezine povrine. Koliina isparene vode bit e manja ako je proces zamrzavanja bri. Ako je namirnica prethodno upakirana u ambalau koja zadrava vlagu, nee doi do isparavanja, ali moe doi do taloenja nakupljanja leda s unutranje strane ambalanog materijala.Izbor najprikladnijeg postupka zamrzavanja pojedinih namirnica ovisi o nizu faktora kao to su, primjerice: je li namirnica kruta, polutekua ili tekua, je li u izvornom ili preraenom obliku, je li prethodno upakirana u ambalau ili nije, itd.

3.3. Promjene u namirnici nakon zamrzavanja

Da bi se odrala kvaliteta za vrijeme skladitenja u smrznutom stanju, za veinu namirnica vrijedi da moraju biti potpuno , vrsto zamrznute. Nesmrznuta sredina ili djelomino smrznuti dio pokvarit e teksturu, boju, aromu i druga svojstva.Osim mogueg rasta psihrofilnih mikroorganizama i jaeg djelovanja enzima kad slobodna voda ostaje nesmrznuta, glavni razlog za kvarenje u djelomino smrznutoj namirnici je visoka koncentracija otopljenih tvari u zaostaloj vodi. Zbog toga ako je npr. mlijeko djelomino smrznuto, to se moe dogoditi zimi pred kunim vratima ili trgovinom, koncentracija mineralnih tvari i soli moe denaturirati proteine i unititi emulziju masti to se vidi po zgruavanju i granulama masti. Zbog navedenog e doi i do promjene arome.Nadalje, u nekim namirnicama otopljene tvari su kisele i njihova poveana koncentracija u nedovoljno smrznutoj namirnici uzrokuje pad pH nie od izoelektrine toke (toka minimalne topljivosti) proteina i na taj nain koagulira proteine.Plinovi u otopini takoer se koncentriraju kad se voda smrzava. To moe izazvati prezasienost plinovima i, konano, njihovo izlaenje iz otopine. Ta pojava moe nastati u smrznutom pivu ili sodi. Nadalje, efekt koncentriranja moe uzrokovati dehidrataciju povrinskog tkiva. Zbog toga, ako se led stvara u ekstracelularnoj tekuini, a otopljene tvari se koncentriraju u blizini kristala leda, voda e difundirati iz unutranjosti stanica kroz membrane u podruje visoke koncentracije otopljenih tvari u svrhu uspostavljanja osmotske ravnotee. Taj je pomak vlanosti rijetko potpuno reverzibilan pri odmrzavanju i moe uzrokovati gubitak turgora tkiva.4. SUENJE HRANE

Suenje (dehidratacija) hrane predstavlja najstariji i vjerovatno najrasprostranjeniji nain konzerviranja. Sam pojam moemo definirati kao uklanjanje vode prirodnim putem pomou sunevih zraka i prirodnim strujanjem te suenjem pod kontroliranim mikroklimatskim uvjetima. Podrazumijeva se da je umjetno suenje daleko rairenije i efikasnije.Procesom suenja mijenjaju se izvorna svojstva namirnica kao posljedica uklanjanja vode, ali i koritenja temperaturnog faktora. Vrste i obujam promjena ponajvie ovise o namirnici, njezinom sastavu kao i fizikalnim te strukturalnim osobinama. U toku suenja sa vodom iz namirnice izlaze ili mijenjaju poloaj i razliiti sastojci hrane otopljeni u vodi. U ivom tkivu samo voda i male molekule u otopini difundiraju kroz stanine stijenke koje imaju svojstva visoko selektivnih semipermeabilnih membrana. U toku suenja zagrijavanjem ili na neki drugi nain oteena stijenka mijenja svojstva i postaje propusna i za vee molekule koje su otopljene u vodi. Sve to vodi do postepenog koncentriranja otopljenih tvari u perifernim dijelovima hrane, a kao posljedica svega toga intenziviraju se razliite degradativne reakcije na tim mjestima, javlja se otvrdnjavanje i kvrenje povrinskog sloja.Tokom procesa dehidratacije se gube i vrstoa i jedrina tkiva koje su kod biljnih i ivotinjskih celularnih tkiva prisutne u svjeem stanju. Posljedica toga su razliite plastine deformacije. Na sve ove pojave kao to su otvrdnjavanje, kvrenje, zatim na nasipnu volumnu gustou, rehidratacijska svojstva, otvorenost strukture, i drugo utjecaj imaju kako reim dehidratacije (temperatura, vlanost i brzina strujanja zraka), tako i svojstva hrane i specifinosti primjenjene metode.Govorei o uspjenosti samog procesa suenje, kao glavni kriterij uspjenosti treba naglasiti sposobnost rehidratacije. Sposobnost rehidratacije mjerimo praenjem porasta teine kuhane hrane kroz odreeno vremensko razdoblje, a izraavamo ju kao rehidratacijski omjer, koeficijent rehidratacije ili kroz postotak vode u rehidratiziranoj namirnici.Tijekom suenja prehrambenih proizvoda moe doi i do nekih problema, a pritom smo izdvojili sljedee: izraunavanje brzine suenja na osnovu poznavanja prijenosa tvari i energije te termofizikih i ravnotenih svojstava; predvianje promjena tokom suenja; ove promjene ovise temepraturi, trajanju procesa, vlanosti pa se namee potreba tonog odreivanja tih parametara; optimizacija procesa suenja odnosno pronalazak adekvatnih ureaja za suenje.Za kvalitetne prehrambene proizvode veoma je bitno i prisustvo hlapivih sastojaka arome, jer tijekom procesa suenja ispari veina tih sastojaka.Stoga, znanstvenici pokuavaju pronai naine da iste sastojke zadre u to veoj koliini.Za koncentriranje vonih sokova i ekstrakata razraeni su postupci i konstruirani posebni ureaji za hvatanje, koncentriranje i vraanje arome.Takoer su uvedeni i alternativni postupci kao to sumembranski postupci i koncentriranje zamrzavanjem.Ali, ako se provodi postupak suenja onda se tvari arome mogu samodjelomino zadrati i to izborom optimalnih uvjeta.Predloena su dva eventualno mogua mehanizma zadravanja homogeno otopljenih tvari arome za vrijeme suenja, a to su: 1.koncept selektivne difuzije po Thijssen-u te 2.koncept tzv. mikro-regija po Flink-u i Karel-u. Prvi koncept se temelji na pojavi da je koeficijent difuzije vode u koncentriranim otopinama bitno razliit od onih za druge sastojke, izmeu ostalih i tvari arome. Oba koeficijenta difuzije ovise o koncentraciji otopine i poveanjem udjela suhe tvari smanjuje se koeficijent difuzije aromatinih tvari.Ovo ponaanje ne ovisi o molekulskoj masi prisutnih tvari. Drugi koncept je razraen na pojavama zadravanja tvari arome u toku liofilizacije i skladitenja dehidratiranih proizvoda. Pretpostavka je da se u toku liofilizacije unutar tekueg proizvoda stvaraju mikroregije u kojima su zarobljene molekule aromatinih tvari.

4.1. Liofilizacija i dimljenje

Liofilizacija spada u novije postupke konzerviranja namirnica suenjem. Koristi se za konzerviranje namirnica i osjetljivih prirodnih supstrata na povienu temepraturu. Tehnoloki postupak provodi se tako da se namirnice osjetljive na povienu temperaturu naglo duboko zamrznu (od -30 do 60C), a onda se voda iz njih ukloni sublimacijom u viskom vakuumu. Pritom ne isparavaju razne aromatske, okusne, mirisne i druge lakohlapljive tvari.Shodno gore navedenom, moemo rei da je liofilizacija jedna od najboljih postupaka za suenje i dugotrajno ouvanje organoleptikih svojstava mnogih namirnica, a posebno onih kod kojih elimo sauvati prirodna aromatska svojstva. Danas, liofilizirani proizvodi se pojavljuju na naem tritu kao brojni ekstrakti zaina, kave i vonih sokova ili mlijeni proizvodi, a vrlo malo kao gotova jela.Dodavajui vodu liofiliziranim namirnicama, obnavljamo im izvorna svojstva, tako da proizvodi u velikom broju sluajeva poprimaju svojstva veoma slina onima prije samog postupka liofilizacije. Konzerviranje namirnica liofilizacijom ima veliku prednost nad ostalim oblicima konzerviranja poput hlaenja i dubokog smrzavanja, jer se eliminiraju ogromna rashladna skladita i transportna sredstva, a masa ovako osuenih namirnica uvelike je manja. Osim toga, povoljno im je svojstvo i u tome to se vrlo jednostavno dodatkom vode i eventualno kuhanjem osposobavljaju za potronju i konzumaciju bez posebnih priprema.S druge strane, dimljenje moemo nazvati kombiniranim postupkom, budui da objedinjuje fizikalne i kemijske postupke konzerviranje namirnica. Osim topline koja sui namirnicu, oslobaa se i niz kemijskih proizvoda na bazama fenola, krezola, octene kiseline, formaldehida i sl. Oni se javljaju u trenutku kontakta dima s namirnicom, a veina posjeduje antiseptika svojstva. Dimljenjem se konzervira ponajvie meso, riba, ali i sirevi koji se prethodno sole ili salamure. Kao gorivo namjenjeno za suenje namirnica dimom esto koristimo drvo.Bilo kakva vrsta ugljena (npr. drveni i kameni) se ne preporuuje kao sirovina za ovakav nain suenja namirnica.Dimljenje u veim pogonima se obavlja iz posebno izgraenih dimnih komora sa automatskom regulacijom temperaturom dima i suare. Strujanje zraka obogaenog dimom u punicama usmjerava se preko namirnica koje se sue kroz odgovarajue vrijeme. Osim klasinog dimljenja, prije je bilo uobiajno premazivanje osuenih namirnica otopinom proizvedenom od dima, ali je danas ovaj postupak stavljen izvan zakona.4.2. Sunice

Sunica (punica) je zatvorena, izdvojena prostorija namijenjena suenju (i dimljenju) ponajvie mesa. Ako govorimo o dimljenju mesa, treba naglasiti da je na podu mjesto za sporo izgaranje drveta. Izgaranje stvara hladni dim koji njeno oplakuje meso koje visi u gornjem dijelu punice i ljupko ga aromatizirajui zatiuje.Kod nas sunice se najvie koriste u Slavoniji gdje se dime odnosno sue specijaliteti poput kulena, kobasica, unka itd. Na sljedeoj su tablici prikazane vrste sunica i hrana u kojima se moe suiti, a neke e biti objanjene.

Tablica 1. Vrste sunica i hrana koja se moe suiti u istimaKomorne sunice su najjednostavnije budui da se sastoje od jedne izolirane komore, prostora za smjetaj namirnica, ventilatora i grijaa.Tunelske sunice za razliku od komornih su znatno dulje te je pravokutnog presjeka, a najee su izraene od metala. Tvar je poredana na lijese, koja se kreu kroz suaru po pominim inama i tako tvar ulazi i izlazi iz sunice. Zrak se prije uvoenja u suaru kondicionira, prolazi kroz lijese, ponovo dogrijava u slijedeem kaloriferu i tako sve do kraja. Dio zraka se isputa u okolinu, a dio se a dio se vraa i dodaje svjeem zraku na ulazu zakretanjem preklopki.Rotacijske sunice imaju znaajnu primjenu u prehrambenoj industriji, bilo da se radi o sirovini, gotovom proizvodu ili nusproizvodu. Koriste se za zrnaste namirnice, itarice, kakao zrna, povre, djetelinu, repne rezance, trop od voa kod proizvodnje pektina, kristale eera, itd. Medij koji se koristi ovisi o materijalu kojise sui, ali su to najee dimni plinovi, ponekad temperature i do 1000 C, ili zagrijani zrak.Kod pneumatskih sunica vlani materijal je suspendiran u struji zagrijanog zraka koji ga transportira kroz uraaj za suenje, pa su ovdje brzine strujanja zraka vee nego kod ostalih sunica tj.naina suenja.Suenje u vakuumu je uvedeno neposredno nakon 2.svjetskog rata za dehidriranje termosenzibilnih tekuih namirnica. Do danas su konstruirani razliiti modeli ovih sunica koje rade kontinuirano, a doprinose irokoj primjeni ovog naina suenja. Ureaj se sastoji od komore sa beskonanom trakom na koju se stavlja namirnica, izvora topline zagrijani valjci ili infracrvene lampe i hlaenog valjka za hlaenje namirnice. Proizvod nastao ovakvim nainom suenja vrhunske je kvalitete pa ga moemo usporediti sa liofilizacijom.Sunica sa trakama je napravljena od metalnih ploa zavarenih na posebnu konstrukciju. Unutar komore se nalaze vie beskrajnih traka za gibanje tvari. S gornje trake, tvar pada na slijedeu doljnju traku i tako do izlaska iz sunice. Zrak se grije kaloriferom i tlai ventilatorom. Namirnica se ravnomjernije sui budui da se prilikom prebacivanja sa trake na traku namirnica okree.

Slika 1. Sunica sa trakama

5. PRIMJER HLAENJA HRANE

Hlaenje se uglavnom primjenjuje u sluaju kada se to due eli ouvati voe, povre ili neki drugi poljoprivredni proizvod. Osim toga na ovaj nain se uvaju i skladite polugotovi i gotovi prehrambeni proizvodi. Temperature zraka moraju biti izmeu 1 do 2 celzijeva stupanja. Razliiti prehrambeni proizvodi uvaju se na razliitim temperaturama zraka u specifinim i posebnim hladnjaama. Mogui vremenski period za uvanje u hladnjaama je razliit za razliie materijale. Kao primjer uzet emo neke vrste voa koje mogu izdrati samo nekoliko dana, dok neke mogu izdrati do deset ili vie mjeseci. Hlaenjem se uvaju mnoge vrste voa, velik broj vrsta svjeeg povra, cvijee, ljekovito bilje, gljive, umski i slino. Pokraj poljoprivrednim proizvoda, hladnjae su vane za uvanje poluproizvoda i gotovih prehrambenih proizvoda. To mogu biti mlijeko, mlijeni proizvodi, kaasti proizvodi od voa i povra, arome, kolai, svjee meso, polutrajne mesne preraevine slastice, umaci, namazi i slino.

6. PRIMJER ZAMRZAVANJA HRANE

Zamrzavanje je zapravo prilino sloen postupak jer, da bi bilo uspjeno, treba se pridravati odreenih pravila koja se odnose na izbor hrane za zamrzavanje, nain zamrzavanja, rok trajanja te postupak odleivanja. Koliko god zamrzavanje bilo praktino, potrebno je imati na umu da se ne moe zamrznuti ba sve to vam padne napamet jer namirnice jako bogate vodom i masnoom nakon odmrzavanja gube prvobitnu konzistenciju, okus i miris. Openito, mogu se zamrzavati meso, riba, mekuci, perad, svjea tjestenina, tijesto za kruh, okruglice od tijesta, gotovo sve povre, svjee mlijeko, odleani sirevi, voe za pripremu kolaa i kompota, kuhana hrana (poput variva, riota, raznih umaka...), pizza, kolai (ako ne sadre slatko vrhnje i kreme od jaja), sok od limuna, narane i rajice te svjea ili kuhana unka ili slanina. Za zamrzavanje nije pogodno lisnato povre, poput zelene salate ili radia, koje bi nakon otapanja bilo mlohavo i tamnih rubova. Ne zamrzavaju se ni umaci i prilozi koji sadre puno vrhnja ili jaja, poput majoneze i tartar umaka, tekui pripravci i tijesta u kojima bi dolo do razdvajanja vode i masnoe, neke biljne vrste poput gljiva i tartufa koje bi uslijed zamrzavanja izgubile konzistenciju, miris i okus, kuhana ni svjea jaja, kao ni kuhani krumpir. Ne preporuuje se zamrzavati ni salame te trajne i polutrajne suhomesnate proizvode, patete i dimljeni losos.U nastavku emo objasniti na primjerima kako se neke namirnice zamrzavaju. Mesoim donesete svjee meso kui, oistite ga i uklonite sve vidljive masne dijelove, nareite na komade, stavite u vreice za zamrzavanje i zatim ih pritisnite kako biste iz njih istisnuli zrak. Trajanje: 8-12 mjeseci. Perad i divljaAko nije oiena, oistite perje i izvadite iznutrice te operite meso, a zatim dobro osuite izvana i iznutra. Stavite u vreicu cijelu ivotinju ili razrezanu na manje komade. Trajanje: 8-10 mjeseci. MekuciRakovi, muzgavci i kampi mogu se zamrzavati sirovi: dobro ih operite u slanoj vodi, osuite i zatim zatvorite u vreice. Moete ih zamrznuti i skuhane: tada ih prvo operite i kuhajte nekoliko minuta u vreloj vodi, a zatim osuite i spremite u vreice. Trajanje: 2-3 mjeseca. RibaOstruite ljusku, izvadite iznutrice, operite ribu i dobro je osuite izvana i iznutra te stavite u vreice. Trajanje: 2-3 mjeseca. PovreZamrzavajte samo povre koje dolazi ravno iz vrta, a ne iz hladnjaa. Povre koje se koristi za zainjanje jela (npr. perin) treba oistiti, oprati, sitno nasjeckati te spremiti u vreice. Ono koje se koristi kao baza za pripremu jela (pinat, mahune, grah i sl.) oistite, operite, nekoliko minuta kuhajte u vreloj vodi, osuite i zatim razdijelite u vreice. Tikvice, mrkvu i celer za pripremu juha i variva operite, nareite na ploke i osuite. Trajanje: 10 mjeseci. VoeMoe se zamrzavati na vie naina. Sitno bobiasto voe dobro oistite, sloite na plastini posluavnik jednu bobu do druge, stavite u zamrziva, pa kad se zamrznu, spremite ih u vreice. Zamrzavanje sa eerom bolje je za krupnije voe: oistite voe, nareite i uvaljajte u eer, zatim sloite u kutiju i svaki red ponovo poeerite te pazite da ne napunite kutiju vie od 2-3 cm ispod ruba. Trajanje: 12 mjeseci. Kuhana jelaRazdijelite jelo na manje porcije i stavite ih u aluminijske posudice u kojima ih poslije moete podgrijati u penici. Trajanje: 3 mjeseca.

7. PRIMJER SUENJA HRANE

Suene namirnice obino su skupe, no i sami moete konzervirati zimnicu najstarijom i najjednostavnijom metodom. Za to treba osigurati dovoljno topline da se izvue vlaga, ali opet ne smije biti prevrue da se ne bi kuhala - izmeu 30 i 70C. Vano je i da nema vlage u zraku. To pospjeuje povjetarac, odnosno ventilacija. Kad god je mogue, prednost dajte suenju na suncu jer e hrana tako zadrati sve hranjive vrijednosti. Preduvjet za to su tri, etiri sunana dana s temperaturom iznad 30C te niskom vlagom pa kad niste sigurni da e vas vrijeme posluiti, razmislite o drugim metodama. Suenje u penici moe biti vrlo komplicirano jer treba osigurati temperaturu izmeu 40 i 60C te dobru ventilaciju. Kod penica bez unutarnje ventilacije morat ete povremeno otvarati vrataca. Kako kod niskih temperatura hrana obino zadrava viu prehrambenu vrijednost, valja suiti na niim temperaturama, a to traje dugo pa je ta metoda energetski najneisplativija. Trea, najbra i najuinkovitija, mogunost je dehidrator - aparat za suenje hrane. Osigurava dovoljno niske temperature da se zadri hranjiva vrijednost hrane koju suite i bit e isplativije. Veinu voa i povra prije suenja trebate obraditi blaniranjem ili uranjanjem. Blaniranje podrazumijeva kratko uranjanje hrane u kipuu vodu ili paru kako bi se zaustavilo kvarenje, a ujedno skrauje vrijeme suenja. Uranjanjem se spreava tamnjenje voa kao to su jabuke, banane, breskve, kruke i slino.

U nastavku emo objasniti blaniranje i suenje nekih vrsta povra Repa - Blaniranje - nain (vrijeme): kuhati prije kuhanja rijeme suenja: 3,5 -5 h Mrkva - Blaniranje - nain (vrijeme): para (3-3,5 min); voda (3,5 min), vrijeme suenja: 3,5 h; 3,5 h Kukuruz - Blaniranje - nain (vrijeme): nije potrebno, vrijeme suenja: 6-8 h enjak - Blaniranje - nain (vrijeme): nije potrebno, vrijeme suenja: 6-8 h Hren - Blaniranje - nain (vrijeme): nije potrebno, vrijeme suenja: 4-10 h

ZAKLJUAK

Na samom kraju, u kratkim crtama osvrnut emo se na sve napisano u seminarskom uradaku. Prije svega, potrebno je naglasiti kolike su blagodati fizikalnih metoda konzerviranja namirnica. Iako se procesi navedenih naina konzerviranja (hlaenje, zamrzavanje te suenje) uvelike razlikuju glavno im je obiljeje zadraavanje izvornih svojstava hrane.U dananje vrijeme, svakim dan postajemo svjedocima kako moe doi do kvarenja hrane u raznim kuanstvima i ugostiteljskim objektima, ali pametnom uporabom fizikalnih metoda konzerviranja takve situacije uspijevamo sprijeiti, kao laici, ali kao i zaposleni u sferi prehrambene industrije.Stoga, svakodnevno se namee potreba za pronalaenjem novih naina konzerviranja namirnica i hrane, bez obzira na visinu trokova, budui da glavna zadaa proizvoaa hrane te onih koji se bave njenom zatitom treba biti najprije zdravlje konzumenata potroaa. Zato ne trebamo strahovati za daljnji napredak ove grane znanosti, nego sa zanimanjem taj isti napredak pratiti svaki dan.

LITERATURA Zoran Herceg; Procesi u prehrambenoj industriji, Prehrambeno-procesno inenjerstvo 1, Plejada, 2011. Zoran Herceg;Procesi konzerviranjahrane-Novi Postupci,Golden marketing,Tehnika knjigaZagreb,2009. TomislavLovri, VlastaPiliota; Konzerviranjeipreradavoaipovra, NakladnizavodGlobus, Zagreb, 1994.

POPIS ILUSTRACIJA

Tablica 1.- Klasifikacija mikroorganizama prema temperaturnim uvjetimaTablica 2. Period skladitenja odreenog voa i povra u odreenim uvjetima temperature i relativne vlanostiTablica 3.- Vrste sunica i hrana koja se moe suiti u istimaSlika 1. - Sunica sa trakama

22