Procesy probíhající za snížené teploty (procesy související s odnímáním tepla) • Chlazení • Mrazení • Lyofilizace (sublimační sušení)
1
CHLAZENÍ - teplota potraviny snížena na teplotu mezi -1 °C až 8 °C. - snížení rychlosti biochemických a mikrobiologických změn a prodlužení životnosti čerstvých a zpracovaných potravin. - chlazení způsobuje minimální změny v nutriční a senzorické hodnotě potravin - chlazení je často použito s dalšími procesy, např. fermentací, ozařováním nebo pasterací, aby se prodloužila životnost mírně opracovaných potravin.
2
CHLAZENÍ Potraviny jsou rozděleny do 3 kategorií podle teploty skladování: 1) teplota -1 °C až +1 °C, 2) teplota 0 °C až +5 °, 3) teplota 0 °C až +8 °C.
3
CHLAZENÍ Snížením teploty pod nezbytné minimum (z důvodu mikrobiálního růstu) se zabrání nebo se zpomalí reprodukce mikroorganismů.
4
CHLAZENÍ Ochlazení na teploty 5 °C - 7 °C zpomaluje mikrobiální zkažení. Rychlost biochemických změn, buď mikroorganismů, nebo přirozeně se vyskytujících enzymů, se mění logaritmicky s teplotou. Chlazení snižuje rychlost enzymatických a mikrobiologických změn a zpomaluje respiraci čerstvých potravin.
5
CHLAZENÍ Ne všechny potraviny mohou být chlazeny, např. tropické a subtropické ovoce je poškozeno při teplotách 3 °C - 10 °C. Když je chlazení kombinováno s řízeným skladováním, tak představuje výborný konzervační efekt. Snížení koncentrace kyslíku anebo zvýšení koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře při skladování snižuje rychlost respirace ovoce a zeleniny a také inhibuje mikrobiální růst.
6
CHLAZENÍ Faktory ovlivňující životnost čerstvé úrody v chlazeném skladu: 1) typ potraviny a varieta nebo kultivar, 2) část vybrané úrody, 3) podmínky potraviny při sklízení,
7
CHLAZENÍ Faktory ovlivňující životnost čerstvé úrody v chlazeném skladu: 4) distribuce teploty, 5) relativní vlhkost prostředí skladování, která ovlivňuje ztráty dehydratací.
8
CHLAZENÍ Životnost zpracovávaných chlazených potravin je určena: 1)typem potraviny, 2) stupněm mikrobiální destrukce nebo inaktivace enzymů dosažené procesem, 3) kontrolou hygieny během zpracování a balení, 4) bariérními vlastnostmi balení, 5) teplotou během distribuce a skladování. 9
Dýchání během dozrávání
plody klimakterické charaktersitická dýchací křivka - s nástupem zrání výrazné zvýšení produkce CO2 a ethylenu
plody neklimakterické žádné změny v produkci plynů během dozrávání 10
Dýchací křivky
klimakterické plody AVOKÁDO
BANÁNY
HRUŠKY
JABLKA 11
KLIMAKTERICKÉ PLODY jablka, hrušky švestky, meruňky broskve, nektarinky rajčata avokádo banány kivi mango, papaya meloun cukrový fíky
NEKLIMAKTERICKÉ PLODY třešně, višně jahody, maliny, ostružiny hrozny vodní meloun okurky, papriky, lilek, tykev citrusy ananas liči carambola granátové jablko datle 12
Dýchání U zvířecí tkáně klesá aerobní dýchání rychleji, pokud je zastaven přívod okysličené krve při zabíjení. Anaerobní dýchání → rozklad glykogenu na mléčnou kyselinu (pokles pH masa a nástup rigor mortis) → vlákna pevná a nepružná. Chlazení během anaerobního dýchání je nezbytné, aby vznikla požadovaná textura a barva masa a aby se snížila bakteriální kontaminace. 13
CHLAZENÍ Při ochlazování čerstvé potraviny je nezbytné odstranit teplo vzniklé dýcháním potraviny. Velikost zařízení na chlazení a doba potřebná k ochlazení se vypočítá podle přestupu tepla.
14
CHLAZENÍ Zařízení: Zařízení na chlazení je klasifikováno podle metody použité k odstranění tepla: 1) mechanické chladničky (ledničky, mrazničky), 2) kryogenní systémy (kryogen je chladivo, které změní fázi absorbováním latentního tepla, aby se ochladila potravina, kryogenní chladiče používají pevný CO2, kapalný CO2, nebo kapalný dusík).
15
CHLAZENÍ Vliv na potraviny:
16
CHLAZENÍ A SKLADOVÁNÍ Složení atmosféry může být změněno použitím: 1) CAS-controlled-atmosphere storage, kde je koncentrace kyslíku, oxidu uhličitého a někdy ethylenu monitorována a řízena, 2) MAS-modified atmosphere storage, ve kterém složení plynu v uzavřeném skladu je změněno normální respirační aktivitou potraviny, 3) MAP- modified atmosphere packaging, (nebo gas flushing-vyplachování plynem), ve kterém složení plynů v obalu známé permeability je změněno po naplněné obalu potravinou a před zabalením je utěsněno. 17
CHLAZENÍ A SKLADOVÁNÍ Při komerčním zpracování je CAS a MAS omezeno na používání u jablek, hrušek a zelí. MAP je použito pro některé čerstvé potraviny a řadu mírně upravených potravin (např. sendviče, sýry a uvařená masa).
18
SKLADOVÁNÍ Skladování při řízené (CAS) a modifikované (MAS) atmosféře Normální složení vzduchu je 78 % dusíku a 21 % kyslíku, s rovnováhou oxidu uhličitého a ostatních plynů. Umělým zvýšením poměru oxidu uhličitého anebo snížením zastoupení kyslíku je snížena respirace ovoce a je prodloužena jeho životnost. Musí se však zabránit fyziologickému poškození žijícího pletiva a sekundárního zkažení anaerobními mikroorganismy. 19
SKLADOVÁNÍ Oxid uhličitý má antimikrobiální vlastnosti, avšak mechanismus není objasněn. Efekt je zřejmě způsoben toxicitou oxidu uhličitého, ale jak je konečným produktem dýchání, nemá přímý vliv na rychlost dýchání potraviny. Komerčně jsou používány 2 typy atmosféry: 1) modifikace hladiny kyslíku a oxidu uhličitého (tato metoda se používá jak pro CAS tak pro MAS), 2) redukce v celkové koncentraci oxidu uhličitého a kyslíku na 4-5 % (metoda použitelná pro CAS).
CO2 CO2
CO2
O2
O2 O2
20
SKLADOVÁNÍ Vliv CAS pokračuje i poté, když je potravina vrácena na vzduch. CH2=CH2
Hlavní omezení CAS: 1)nízké hladiny kyslíku nebo vysoké hladiny oxidu uhličitého jsou potřeba, aby inhibovaly bakterie nebo plísně, ale jsou toxické pro mnoho potravin, 2) CAS podmínky mohou vést ke zvýšení koncentrace ethylenu v atmosféře a zrychlovat zrání a tvorbu fyziologických defektů, 21
SKLADOVÁNÍ Hlavní omezení CAS: 3) nerovnováha ve složení plynu může změnit biochemickou aktivitu pletiv, vedoucí k vývoji nežádoucích flavour nebo pachů, a snižovat charakteristické vonné a chuťové látky, nebo anaerobní dýchání, 4) většina ovoce a zeleniny mají kritické tolerance (odolnost) k nízké hladině kyslíku a vysoké koncentraci oxidu uhličitého, ale to se může změnit podle zralosti při sklizni a podmínkách skladování,
22
SKLADOVÁNÍ 5) kultivary od stejného typu odpovídají rozdílně na dané složení plynu.
23
SKLADOVÁNÍ CH2=CH2
Význam ethylenu rostlinný hormon - nejjednodušší sloučenina s hormonálním účinkem přítomný ve všech rostlinných pletivech - zasahuje na mnoha místech do růstu, vývoje a stárnutí rostlin není přímá souvislost mezi schopností tvořit ethylen a skladovatelností plodin.
24
SKLADOVÁNÍ Účinky ethylenu
CH2=CH2
25
SKLADOVÁNÍ
CH2=CH2
Specifické účinky ethylenu • žloutnutí košťálovin, špenátu, fazolek, okurek • měknutí okurek • hořknutí mrkve • tvrdnutí chřestu • rozpad květenství brokolice • klíčení brambor
26
SKLADOVÁNÍ
CH2=CH2
Ovlivnění produkce ethylenu • produkce ethylenu se zvyšuje:
• produkci ethylenu lze snížit:
27
SKLADOVÁNÍ Účinky modifikované atmosféry O2 < 10 % - zpomalení dýchání zvýšení CO2 - zpomalení dýchání, snížení tvorby ethylenu překročení limitních koncentrací ¼ dušení, fermentace
28
SKLADOVÁNÍ Skladování v modifikované atmosféře (MAS) Ve skladu s MAS je vzduchotěsno a atmosféra je změněna respirační aktivitou čerstvých potravin. Koncentrace
O2 jsou 0% a koncentrace CO2 > 20%.
Př. skladování obilného zrna, kde vysoké koncentrace oxidu uhličitého zničí hmyz a zamezí růstu plísní.
29
SKLADOVÁNÍ Skladování v modifikované atmosféře (MAS) Hlavní nevýhody MAS jsou ekonomické, vysoké investice na pořizování zařízení.
Skladování v částečném vakuu. Hlavní výhody jsou kontinuální odstraňování ethylenu a ostatních těkavých látek z atmosféry a přísná kontrola tlaku vzduchu. Metoda však není běžně používaná z důvodu vysokých nákladů.
30
BALENÍ Balení v modifikované atmosféře Potravina je zabalena do obalu, který má požadovanou propustnost pro vlhkost, kyslík, dusík a oxid uhličitý. Vzduch je odstraněn z obalu a nahrazen řízenou směsí plynů a balíček je tepelně uzavřen (utěsněn).
31
BALENÍ Změny ve složení plynu během skladování závisí na: 1) rychlosti dýchání čerstvých potravin a na teplotě skladování, 2) propustnosti (permeabilitě) obalového materiálu k vodní páře a plynům, 3) vnější relativní vlhkosti, která ovlivňuje permeabilitu některých filmů, 4) povrchové ploše balíku ve vztahu k množství potraviny, co obsahuje.
32
BALENÍ Aplikace MAP na potraviny: MAP – drůbeží maso, ryby, pečivo, ovoce a zelenina, sýry. Např. životnost čerstvého červeného masa je prodloužena ze 3 na 7 dní při 0-2 °C balením v atmosféře s 20 % CO2 a 80 % O2, nebo 20 % CO2, 69 % O2 a 11 % N2. V obou atmosférách je koncentrace O2 dostatečná, aby byly inhibovány anaerobní bakterie, a zůstala červená barva oxymyoglobinu. 33
BALENÍ Aplikace MAP na potraviny: Vepřové, drůbeží a vařená masa - vysoká koncentrace oxidu uhličitého (90%) – možnost prodloužení trvanlivosti až na 11 dní.
34
BALENÍ Aplikace MAP na potraviny: Oxid uhličitý je absorbován do rybí tkáně, ve které snižuje pH a zvyšuje ztráty úkapem. Navíc snížení tlaku plynu má za následek zhroucení obalu. Těmto efektům lze zabránit, když se jako plnicí plyn použije směs 30 % O2 a 30 % N2.
35
BALENÍ Aplikace MAP na potraviny: Vysoká koncentrace oxidu uhličitého zabraňuje růstu plísní u koláčků a zvyšuje tak jejich životnost až na 3-6 měsíců.
Ostatní pekařské produkty (např. hamburgerové žemle) mají životnost zvýšenu od 2 dní na 3-4 týdny. 36
MRAZENÍ - teplota potraviny snížena pod její bod mrazu a část vody je ve formě ledových krystalů. - zbavení pohyblivosti vody a následné zakoncentrování rozpuštěných složek v nezarmzající vodě snižuje aktivitu vody v potravině. - konzervace je dosažena kombinací nízké teploty, snížením aktivity vody a u některých potravin blanšírováním (předúprava). - vyskytují se pouze malé změny v nutriční nebo senzorické kvalitě během správného mrazení a následného procesu skladování. 37
MRAZENÍ Obsah vody a teploty tuhnutí u vybraných potravin potravina
obsah vody
teplota tuhnutí (°C)
zelenina
78-92
-0,8 až -2,8
ovoce
87-95
-0,9 až -2,7
maso
55-70
-1,7 až -2,2
ryby
65-81
-0,6 až -2,0
mléko
87
-0,5
vejce
74
-0,5 38
MRAZENÍ Hlavní skupiny mrazených potravin: 1) ovoce (jahody, maliny, černý rybíz) buď celé nebo jako pyré nebo jako ovocné koncentráty, 2) zelenina (hrášek, zelené fazolky, sladká kukuřice, špenát, kapusta, brambory), 3)rybí filety a mořské plody (treska, platýs, krevety, krabí maso) zahrnující rybí prsty, rybí koláče, nebo připravené porce s doprovodnou omáčkou,
39
MRAZENÍ Hlavní skupiny mrazených potravin: 4) maso (hovězí, jehněčí, drůbeží), masné produkty (hamburger, karbanátek, omáčky, steaky), 5) pekařské výrobky (chleba, koláče, ovocné a masové koláče), 6) připravené (hotové) potraviny (pizza, deserty, moučníky, zmrzlina, kompletní porce jídla).
40
MRAZENÍ Teorie Během mrazení je teplo z potraviny odstraněno při teplotě nižší než je teplota mrazu dané potraviny. U čerstvých potravin je odstraněno také teplo produkované respirací. Tepelné zatížení (heat load) - důležité při určení přesné velikosti mrazicího zařízení. Latentní teplo krystalizace ledu je potom odstraněno a vytváří se krystaly ledu. 41
MRAZENÍ Teorie Latentní teplo dalších složek potravin (např. tuků) musí být také odstraněno před ztuhnutím potraviny. Většina potravin obsahuje velké množství vody a ostatní složky potravin vyžadují relativně malé množství tepla pro krystalizaci.
42
MRAZENÍ Ke zmrazení potraviny je potřeba velké množství energie. Jedná se o dodanou elektrickou energie, která je využita ve formě stlačených plynů (chladiva) v mechanickém mrazicím zařízení nebo ve formě stlačených a ochlazených kryogenů.
43
MRAZENÍ Tvorba krystalů ledu
Existují 2 typy nukleace: 1) homogenní nukleace (náhodná orientace a kombinace molekul vody), 2) heterogenní nukleace (tvorba jádra kolem suspendovaných částic nebo u stěny).
44
MRAZENÍ U potravin se obvykle vyskytuje heterogenní nukleace a probíhá během podchlazení (přechlazení) (supercooling) potraviny. Rychlé zmrazení produkuje velký počet malých ledových krystalků.
45
MRAZENÍ Zakoncentrování roztoků Zvýšení koncentrace roztoků během mrazení způsobuje změny v pH, viskozitě a redox potenciálu nezmrazených lihovin (tekutin). Jak teplota klesá, jednotlivé rozpuštěné látky dosahují nasycení v roztoku a krystalizují. Teplota, při které jsou v rovnováze krystaly jednotlivých rozpuštěných látek s nezmrazenou tekutinou a ledem, se nazývá jejich eutektická teplota (např. pro glukosu -5 °C, pro sacharosu -14 °C). 46
MRAZENÍ Je obtížné identifikovat individuální eutektickou teplotu komplexní směsi rozpuštěných látek v potravině, a tak se používá termín konečná eutektická teplota. Je to nejnižší eutektická teplota rozpuštěných látek v potravině. pro zmrzlinu je -55 °C, pro chleba -70 °C, pro maso -50 °C až -60 °C. Komerční potraviny většinou nejsou zmrazeny na tak nízké teploty a navíc je ve zmrazené potravině přítomna nezmrazitelná voda. 47
MRAZENÍ Změny v objemu potraviny Objem ledu je o 9 % větší než objem čisté vody. Čím je vyšší obsah vlhkosti v potravině, tím větší jsou změny objemu zmrazené potraviny. Např. celé jahody zvýší objem o 3 %, zatímco hrubě rozdrcené jahody zvýší objem o 8 % (v případě zmrazení při teplotě -20 °C) množství nezmrazené vody, zkrystalizované složky jako jsou led, tuk a rozpuštěné látky, se při ochlazování smršťují → snižuje objem potraviny. 48
MRAZENÍ Mrazicí zařízení Dělení na: 1) mechanické mrazáky, odpařují a stlačují chladicí látku v kontinuálním cyklu, používají chlazený vzduch, ochlazují kapalinu nebo povrch, aby odstranily teplo z potraviny. 2) kryogenní mrazáky, používají oxid uhličitý, kapalný dusík nebo kapalné freony přímo v kontaktu se zmrazovanou potravinou.
49
MRAZENÍ Změny v potravinách Vliv mrazení
50
MRAZENÍ Změny v potravinách Vliv mrazení Emulze (mléčné výrobky) mohou být destabilizovány a bílkoviny vysráženy z roztoku. U pekařských výrobků je potřeba vysoký podíl amylopektinu ve škrobu, aby se předešlo retrogradaci škrob a stárnutí během pomalého zmrazování a během skladování v mrazáku.
51
MRAZENÍ Změny v potravinách Vliv mrazení zmrazování a poškození rostlinných pletiv a živočišných tkání. Maso má pružnější vláknitou strukturu, která se odděluje (separuje) a textura masa není vážně poškozena. V ovoci a zelenině mohou být poškozeny pevnější buněčné stěny vzniklými krystaly ledu. Rozsah poškození závisí na velikosti krystalu a na rychlosti přestupu tepla. 52
MRAZENÍ Vliv rychlosti zmrazování na potraviny Během pomalého zmrazování, rostou krystaly ledu v intercelulárním prostoru a deformují a roztrhávají sousední buněčné stěny. Krystaly ledu mají nižší tlak vodní páry než oblasti uvnitř buněk a voda se pohybuje z buňky do rostoucího krystalu. Buňky jsou dehydratovány a nastálo poškozeny zvýšenou koncentrací rozpuštěných látek.
53
MRAZENÍ Rozmrazováním ztratí buňky svůj původní tvar. Potravina je změkčena a celulární materiál uniká z porušené buňky (drip loss-ztráta úkapem).
54
MRAZENÍ Během rychlého zmrazování se tvoří malé krystalky ledu jak uvnitř buněk tak v intercelulárním prostoru. Dochází k menšímu fyzikálnímu poškození buněk a gradient tlaku vodní páry se nevytvoří, z toho důvodu je minimální dehydratace buňky. Textura potraviny je potom udržena v největším rozsahu. Avšak vysoká rychlost zmrazení může způsobit stresy (tlaky) uvnitř některých potravin, což má za následek štěpení nebo praskání tkání. 55
MRAZENÍ Vliv teploty mrazení Obecně platí, čím nižší skladovací (mrazicí) teplota, tím nižší je rychlost mikrobiologických a biochemických změn. Relativně vyšší skladovací teploty (mezi -4 a -10 °C) mají větší letální (smrticí) efekt na mikroorganismy než nižší teploty (mezi -15 a -30 °C).
56
MRAZENÍ Vliv teploty mrazení Rozdílné typy mikroorganismů také mění svoji rezistenci na nízké teploty, vegetativní buňky kvasinek, plísní a gram-negativní bakterie (např. koliformní bakterie a druhy Salmonella) jsou nejsnadněji zničeny, gram-pozitivní bakterie (např. Staphylococcus aureus a Enterococci) a spory plísní jsou rezistentnější, bakteriální spory (zvláště Bacillus species a Clostridium species takové jako Clostridium botulinum) nejsou prakticky nízkou teplotou ovlivněny. 57
MRAZENÍ Většina zeleniny je blanšírována, aby se inaktivovaly enzymy a snížil počet kontaminujících mikroorganismů. V ovoci je aktivita enzymů řízena vyloučením kyslíku, okyselením nebo úpravou oxidem siřičitým. Při normální mrazicí teplotě skladování (-18 °C) se objevují nepatrné změny v kvalitě potraviny, z důvodu chemických změn v některých potravinách a enzymatické aktivity.
58
MRAZENÍ Tyto změny jsou urychleny vysokou koncentrací rozpuštěných látek kolem krystalů ledu, snížením aktivity vody (na 0,82 při teplotě -20 °C v potravinách obsahující vodu) a změnami v pH.
59
MRAZENÍ Vliv teploty skladování na kvalitu potraviny
60
MRAZENÍ Hlavní změny ve zmrazených potravinách:
61
MRAZENÍ Hlavní změny ve zmrazených potravinách:
62
MRAZENÍ Hlavní změny ve zmrazených potravinách: ztráty (%) při -18 °C skladování po dobu 12 měsíců Potravina
C
fazolky zelené 52
B1
B2
B3
B5
B6
karoten
0-32
0
0
53
0-21
0-23
ztráty (%) při -18 °C skladování po dobu 6 měsíců Potravina
C
B1
B2
B3
B5
B6
karoten
hovězí steak
8
9
0
22
24
-
vepřové maso
-
0-37
5
18
0-8
63
MRAZENÍ Hlavní změny ve zmrazených potravinách:
64
MRAZENÍ Hlavní změny ve zmrazených potravinách:
65
LYOFILIZACE Při sušení nebo odpařování se z potraviny odstraní voda, roztok se zakoncentruje a sníží se aktivity vody v potravině. ALE: teplo způsobí snížení senzorické a nutriční kvality. Během lyofilizace je dosaženo podobného konzervačního efektu snížením aktivity vody bez působení tepla a nutriční a senzorické hodnoty jsou udrženy.
66
LYOFILIZACE Porovnání metod: Lyofilizace je pomalejší než konvenční dehydratace nebo odpařování. Vysoké náklady energie na lyofilizační zařízení a navíc je potřeba vytvořit částečné vakuum. Vysoké kapitálové prostředky.
67
LYOFILIZACE Aplikace: Lyofilizace se používá k sušení potravin, které mají jemné (citlivé) aroma nebo texturu (např. káva, houby, koření, bylinky, ovocné džusy, maso, mořské plody, speciální druhy zeleniny, hotová jídla pro vojenské účely nebo různé expedice.
68
LYOFILIZACE Hlavní rozdíly mezi lyofilizací a konvenčním sušením horkým vzduchem: Konvenční sušení
Lyofilizace
vhodné pro snadno sušené potraviny (zelenina a obilná zrna, luštěniny)
vhodné pro většinu potravin, ale omezeno na potraviny, které je obtížné sušit jinými metodami
nevyhovující pro maso
vhodné pro vařené a syrové maso
teplotní rozsah 37-93 °C
teplota pod bodem mrazu
atmosférický tlak
snížený tlak (27-133 Pa) 69
LYOFILIZACE Hlavní rozdíly mezi lyofilizací a konvenčním sušením horkým vzduchem: Konvenční sušení odpařování vody z povrchu potraviny stresy (tlaky) v sušině potraviny způsobují poškození struktury a sesychání, smrštění pomalá, neplná rehydratace pevné nebo porézní částice mají obvykle vyšší hustotu než měly v původní potravině
Lyofilizace sublimace vody z krystalu minimální strukturní změny a poškození potraviny rychlá, úplná rehydratace porézní sušené částice mají nižší hustotu než měly v původní potravině 70
LYOFILIZACE Hlavní rozdíly mezi lyofilizací a konvenčním sušením horkým vzduchem: Konvenční sušení
Lyofilizace
aromatické látky často netypické
aromatické látky zachovány
barva potraviny často tmavší
barva obvykle zachována
snížení nutriční hodnoty
obsah nutrientů převážně zachován
nízké provozní náklady
vysoké náklady, až 4x vyšší než u konvenčního sušení
71
LYOFILIZACE Teorie První etapa lyofilizace je zmrazení potraviny v konvenčním mrazicím zařízení. Typ použitého zařízení závisí na povaze potraviny. Malé kousky potravin jsou zmrazeny rychleji, aby byly vytvořeny malé krystalky ledu a snížilo se poškození buněčné struktury potraviny. U kapalných potravin je použito pomalé zmrazování, aby se vytvořila krystalová mřížka, která poskytuje prostor pro pohyb vodní páry. 72
LYOFILIZACE Teorie Pokud je tlak vodní páry potraviny držen na 610,5 Pa (4,58 Torr) a voda je zmrazena, tak při zahřívání potraviny pevný led okamžitě sublimuje na páru (bez fáze tání ledu).
73
LYOFILIZACE
74
LYOFILIZACE Teorie Vodní pára je kontinuálně odstraňována z potraviny udržováním tlaku v lyofilizátoru pod tlakem vodní páry na povrchu ledu. Vodní pára je odstraňována vakuovou pumpou a kondenzováním páry na mrazicích spirálách. Vodní pára vystupuje ven z potraviny kanálky, vytvořené sublimovaným ledem.
75
LYOFILIZACE Teorie Potraviny jsou sušeny ve dvou fázích: 1) první sublimací na přibližně 15% obsahu vlhkosti, 2) odpařovacím (desorpcí) nezmrazené vody na obsah vlhkosti 2 %. Desorpce je dosažena zvýšením teploty v sušičce na teplotu blízkou pokojové teplotě při zachování nízkého tlaku. 76
LYOFILIZACE Aplikace: V některých kapalných potravinách (např. ovocné džusy a koncentrované kávové extrakty) se vytváří skelný stav, který způsobuje obtíže při přestupu páry. Řešení: 1) kapalina je zmrazena jako pěna, 2) džusy jsou sušeny spolu s dužninou. Obě metody vytváří kanálky v potravině pro únik vodní páry. 77
LYOFILIZACE Aplikace: V některých kapalných potravinách (např. ovocné džusy a koncentrované kávové extrakty) se vytváří skelný stav, který způsobuje obtíže při přestupu páry. Řešení: 3) zmrazený džus je rozdrcen na prášek a usušen.
78
LYOFILIZACE Zařízení Lyofilizátory se skládají z vakuové komory, která obsahuje zásobník k udržení tlaku potraviny během sušení, a ohřívače, aby dodával teplo sublimace. Mrazicí spirály jsou použity ke kondenzaci par.
79
LYOFILIZACE Zařízení V diskontinuální výrobě je produkt uzavřen do sušicí komory a teplota ohřívače je držena při 100-120 °C pro počáteční sušení a potom postupně snížena během 6-8 h. Teplota povrchu potraviny nesmí přesáhnout 60 °C (zamezení denaturace bílkovin). Nejnižší tlak vakuové komory je 13 Pa a nejnižší teplota kondenzátoru -35 °C (v praxi).
80
LYOFILIZACE Vliv na potraviny
81
LYOFILIZACE Vliv na potraviny
82
LYOFILIZACE Vliv na potraviny
83
LYOFILIZACE Vliv na potraviny Ztráty vitaminů během lyofilizace ztráty vitaminů (%) Potravina
C
A
B1
B2
B3
B5
fazolky zelené
26-60
0-24
-
0
10
-
pomer. džus
3
3-5
-
-
-
-
hovězí maso
-
-
2
0
0
13
vepřové maso
-
-
<10
0
0
56 84
