VÝROBA POTRAVIN A NUTRIČNÍ HODNOTA

VÝROBA POTRAVIN A NUTRIČNÍ HODNOTA

Technologické operace probíhající za teploty okolí • Příprava

suroviny (čištění, loupání, třídění)

• Dezintegrace

(krájení, mletí, drcení)

• Homogenizace, • Mechanické

separace

• Membránové • Aplikace

míchání, tvarování

separace

ionizačního záření

Technologické operace probíhající za zvýšené teploty • Blanšírování • Tepelná

sterilace

• Odpařování • Extruze • Pečení

a pražení

• Fritování

a smažení

• Mikrovlnný

a infračervený ohřev

Technologické operace probíhající za teploty okolí Příprava suroviny - čištění (odstranění kontaminantů, ochrana konzumenta) - loupání ovoce a zeleniny, stahování kůže z masa, blanšírování zeleniny Zařízení na čištění: mokré procesy (efektivnější, namáčení, ostřikování, ultrazvukové čištění) suché procesy (levnější, pro obilí, ořechy, aspirace, magnetické separátory).

Příprava suroviny • odkaménkovač

– zařízení k třídění a čištění obilí (třídění podle měrné hmotnosti)

Příprava suroviny

• válcový

triér

(diskový separátor) – zařízení k třídění a čištění obilí (třídění podle délky částic, oddělení plevele)

Příprava suroviny - třídění, prosévání podle velikosti a tvaru (mechanické třídiče, využití Image Analysis-digitální mikroskopie) - třídění podle barvy (UV záření-kávová zrna, fotodetektory, laser-rýže, kukuřice, arašídy) - třídění podle hmotnosti (vejce-průsvit W žárovka, obilí, ořechy, luštěniny-aspirace) - třídění podle kvality (pšeničná mouka, maso, čaj, sýry, …).

Příprava suroviny Metody loupání ovoce a zeleniny: - nožem (citrusové plody) - využití páry (zachování textury a barvy) - obrušováním (nízké náklady, teplota, vyšší ztráty produktu než při loupání zeleniny párou) - pomocí alkalického činidla (zředěný NaOH, teplota 100120 °C, okopaniny, ztráta barvy-tento proces nahrazen ošetřením párou) - využití plamene (cibule).

Dezintegrace Mletí, drcení, sekání, krájení, řezání, komprese na jemné částice nebo prášek, emulgace, homogenizace. -

výhody snížení velikosti částic:

1) zvýšení reakčního povrchu částic, tím se zvyšuje účinek např. tepla při sušení, zahřívání nebo chlazení a zlepšuje se účinek extrakce 2) dosažení správných funkčních a procesních vlastností (moučkový cukr, škrobový sirup) 3) kompletnější promíchání ingrediencí (instantní polévky).

Vliv dezintegrace na potraviny - zlepšení

účinnosti míchání a transportu tepla v potravině

Vliv na senzorické vlastnosti potravin: oxidace karotenů-odbarvení mouky a snížení nutriční hodnoty ztráta těkavých složek z koření během mletí enzymatické porušení pletiv, zhoršení barvy a aroma.

Vliv dezintegrace na potraviny Vliv na nutriční hodnotu potravin: malé ztráty-oxidace MK a vitaminu A

ztráty vitaminu C a B1 v řezaném nebo krájeném ovoci a zelenině (okurka ztráta 78 % vit. C) vliv mletí obilí na obsah vitaminů separace otrub (rýže, pšenice, kukuřice)

Vliv dezintegrace na potraviny 100 90

obsah v % celého zrna

80 70 60 50 40 30 P Mg Fe Ca kys.nikotin thiamin riboflavin

20 10 0 100

90

80

stupeň vymletí (%)

70

60

50

Změny obsahu vitaminů s vymletím mouky

Změny obsahu složek s vymletím mouky

Změny obsahu vybraných vitaminů a minerálních látek s vymletím mouky

Homogenizace a emulgace kapalných látek - změna funkčních vlastností potravin (viskozita, textura, barva) - typy emulzí (O/V … mléko, zmrzlina, lité těsto, V/O … margarín) - vliv na barvu mléka (více globulí → více reflektance → bělost mléka), aroma emulgovaných potravin (větší kontakt s chuťovými pohárky) - žádný vliv na nutriční hodnotu a životnost potraviny, zlepšena stravitelnost tuků a bílkovin snížením velikosti částic (máslo, přesnídávky)

Míchání, mísení, hnětení, tvarování - dispergace složek (kontinuální fáze a dispergovaná fáze), zajištění rovnoměrnosti rozptýlení všech distribuovaných složek v celém objemu potraviny - zpracování pečiva (chleba, sušenky, koláče), cukrovinek, snackfoods - podstatný vliv na senzorickou kvalitu a funkční vlastnosti potraviny - žádný vliv na nutriční hodnotu potraviny

Mechanické a fyzikální separace složek potravin Při výrobě džusů (přečišťování a zahuštění), instantní kávy, smetany, … - pomocné procesy, neovlivňují konzervační proces Mechanické separace: 1. odstřeďování separace nemísitelných emulzí, separace smetany od mléka, odstředivky, usazovací nádoby, dekantéry

Mechanické a fyzikální separace složek potravin 2. filtrace separace dvou nebo více složek z tekutiny na základě rozdílu ve velikosti částic, hnací síla filtrace-rozdíl tlaků přes filtr, filtrace za tlaku, za vakua, čištění kapalných potravin odstraněním malého množství pevných částic, např. pivo, víno, sirupy, nebo oddělení kapaliny od pevných částic pomocí filtračního koláče, např. ovocné šťávy

Mechanické a fyzikální separace složek potravin 3. extrakce cukr, džusy, ovocné šťávy, rostlinné oleje, často kombinace s dezintegrací, metody extrakce: extrakce rozpouštědlem a lisování (za tepla, za nízkého tlaku).

Membránové separační procesy separační techniky využívající semipermeabilní membránu, která vytváří selektivní bariéru -

- dialýza

- mikrofiltrace

- osmóza

- ultrafiltrace

- reverzní osmóza

- nanofiltrace

*

Membránové separační procesy Membrána dělí přiváděný tok látek na:

 retentát (koncentrát) = obohacený o složky, které membrána nepropustí  permeát = tok procházející membránou, který je o tyto látky ochuzen.

Charakteristika membránových procesů HNACÍ SÍLA

RETENTÁT

PERMEÁT

Osmóza

chemický potenciál

látky rozpuštěné v roztoku, voda

voda

Dialýza

rozdíly koncentrací

velké molekuly, voda

malé molekuly, voda

Mikrofiltrace (MF)

tlak

suspendované částice (kvasinky) , voda

látky rozpuštěné v roztoku, voda

Ultrafiltrace (UF)

tlak

velké molekuly (bakterie), voda

malé molekuly, voda

Nanofiltrace (NF)

tlak

malé molekuly, voda, dvojmocné soli, disociované kyseliny

jednomocné ionty, nedisociované kyseliny, voda

Reverzní osmóza (RO)

tlak

látky rozpuštěné v roztoku, voda

voda

Dialýza

 transport malých molekul (rozpuštěných v tekutině) přes membránu (z hypertonického prostředí do hypotonického); hnací síla dialýzy: rozdíl koncentrací

Osmóza

 transport rozpouštědla přes membránu, která nepropouští rozpuštěné látky z méně koncentrovaného roztoku do více koncentrovaného (z hypotonického do hypertonického) hnací síla osmózy: gradient chemického potenciálu

Reverzní osmóza (RO)  Reverzní osmóza je proces opačný, než je osmóza.  Hnací silou je tlakový rozdíl na opačných stranách membrány, který musí být větší než osmotický tlak ⇒ vysoký pracovní tlak (3 – 10 MPa).  Separace částice o velikostech řádově 10-4 µm = membrána propouští téměř jen molekuly rozpouštědla!

Tlakové membránové procesy (MF, UF, NF a RO) - klasickou filtrací se oddělují částice větší než 10 µm - membrány mohou separovat i částice velikosti rozpouštědla, např. vody ALE: Oproti klasické filtraci, které postačuje hydrostatický tlak vodního sloupce (případně tlak 0,1– 0,5 MPa) - pro membránové filtrace (zejména UF, NF a RO) potřeba vytvořit vyšší gradient tlaku. Čím jsou póry menší, tím větší tlaková diference je potřeba.

Separační charakteristiky membránových procesů

Reverzní osmóza (RO) a ultrafiltrace (UF) Výhody: potravina není zahřívána, nedochází ke ztrátám nutriční a senzorické kvality, malé ztráty těkavých látek, nedochází ke změně fází látek

Nevýhody: vyšší kapitálové náklady oproti odpařování, maximální zahuštění na 30 % celkové sušiny produktu, znečištění membrány.

Reverzní osmóza (RO) a ultrafiltrace (UF) RO – ekonomičtější než upravování zředěných roztoků, největší komerční aplikace při zahuštění syrovátky při výrobě sýrů další aplikace: zahuštění a čištění ovocných šťáv, rostlinných olejů, enzymů, pšeničného škrobu, kyseliny citrónové, mléka, kávy, sirupů, čiření vína, piva, čištění vody, … UF – v mlékárenství, zahuštění mléka, syrovátky nebo odstranění laktosy a solí další aplikace: cukrovarnictví, lihovarnictví, pivovarnictví, výroba nealko nápojů, úprava procesní vody.

Reverzní osmóza (RO) a ultrafiltrace (UF) Vliv RO a UF na nutriční hodnotu: bez tepelných zákroků, zachování nutriční hodnoty potravin, zádrž bílkovin, tuku a větších cukrů, ztráta nižších cukrů, vitaminů, AK.

Aplikace membránových procesů v potravinářském průmyslu

- odstranění vysokomolekulárních látek - čištění a odbarvování

- předčištění a zahuštění před dalším technologickým krokem - separace produktů a dalších výživově cenných látek z odpadních proudů, které se dají následně zpracovat - čištění odpadních vod - nahrazení tradičních filtračních postupů využívajících přídavek filtračních prostředků (např. křemeliny).

Aplikace membránových procesů v potravinářském průmyslu Výhody: nedochází ke změně nutriční hodnoty nedochází ve většině případů ke změnám senzorických vlastností zůstává zachována aktivita u biologicky aktivních látek snížení provozních nákladů při produkci potravin (např. nahrazením tepelně náročných procesů jako je destilace, odpařování apod.).

Aplikace ionizačního záření (γ záření z izotopů) - konzervace potravin, destrukce MO, inhibice biochemických změn (inhibice klíčení) Výhody: úprava balených a mrazených potravin nepatrné změny v senzorických vlastnostech potravin čerstvé potraviny - bez chemických konzervačních látek automatická kontrola zpracování a nízké laboratorní náklady.

Aplikace ionizačního záření Nevýhody: vysoká pořizovací cena zařízení na ozařování potravin ztráta nutriční hodnoty (ztráta esenciálních MK, v tucích rozpustné složky, nevhodné pro mléčné produkty) rezistentní formy mikroorganismů strach veřejnosti z indukované radioaktivity.

Aplikace ionizačního záření Vliv záření na mikroorganismy: radikály vzniklé v potravině ozářením poškodí DNA mikroorganismu kvasinky a plísně rychle zničeny malou dávkou záření spory některých patogenních bakterií (Clostridium botulinum, Bacillus cereus) jsou schopny opravit DNA a jsou k záření rezistentní viry rezistentní k záření.

Aplikace ionizačního záření Vliv na potraviny: malý vliv na stravitelnost bílkovin možnost hydrolýzy sacharidů, ale nedochází k výrazným změnám ve využití sacharidů a ani ke snížení nutriční hodnoty autooxidace lipidů a tvorba hydroperoxidů (potraviny s vyšším obsahem lipidů nevhodné k ozařování) vitaminy - protichůdné údaje, rozsah ztráty vitaminů záleží na dávce záření a na typu a fyzikálních vlastnostech potraviny při ozařování Záření způsobuje během komerčního zpracování potravin (nízké dávky záření) minimální ztráty nutriční hodnoty.

Technologické operace probíhající za zvýšené teploty - tepelné úpravy potravin – konzumační efekt, konzervační důvody Výhody tepelného procesu: destrukce antinutričních složek potravin zvýšení dostupnosti některých živin (zlepšení stravitelnosti bílkovin, mazovatění škrobů, uvolnění vázaného niacinu) ↑ teplota ↑ doba ohřevu ↑ destrukce enzymů nebo mikroorg. ↑ teplota ↓ doba ohřevu (krátké vysokoteplotní procesy HTST)

Technologické operace probíhající za zvýšené teploty • Blanšírování,

pasterace – tepelné procesy využívající páru nebo vodu, změna kvality potravin, prodloužení trvanlivosti. • Pečení, pražení, fritování – úprava konzumačních vlastností potraviny, konzervace není jejich hlavním účelem. • Sušení (dehydratace). • Odpařování.

Blanšírování - zničení enzymové aktivity v zelenině a ovoci před dalším zpracováním - kombinace s odslupkováním nebo čištěním potraviny - komerční způsoby blanšírování sytou párou nebo ponořením do horkého roztoku cukru nebo soli (jednoduché, finančně nenáročné), mikrovlnné blanšírování

Blanšírování Vliv na potraviny: ztráta minerálů, vitaminů rozpustných ve vodě, látek rozpustných ve vodě (výluhem, tepelnou destrukcí, oxidací) rozsah ztráty vitaminů během blanšírování závisí na: zralosti potraviny a druhu potraviny, metodě přípravy suroviny (rozsah krájení, řezání, sekání), poměru povrchu a objemu kusu potraviny, metodě, teplotě, době blanšírování (↑ teplota ↓ doba ↓ ztráta vitaminů), metodě ochlazování, poměru vody během blanšírování a ochlazování.

Blanšírování - ztráty kyseliny askorbové jako indikátor kvality potravin - změna barvy a textury potraviny po blanšírování

Pasterace - mírná tepelná úprava pod 100 °C, prodloužení trvanlivosti výrobku po dobu několika dní (mléko) nebo několik měsíců (zavařené ovoce) - konzervace potravin inaktivací enzymů v potravině a destrukcí tepelně citlivých mikroorganismů (nesporulující bakterie, kvasinky, plísně) - účinek tepelného ošetření a výsledné prodloužení trvanlivosti potraviny závisí na pH potraviny (pH > 4,5 destrukce patogenních bakterií, pH < 4,5 destrukce mikroorganismů a inaktivace enzymů) Použití: pivo, ovocné džusy pasterace po plnění do lahví mléko, mléčné výrobky pasterace v talířových výměnících tepla.

Pasterace Vliv na nutriční a senzorickou hodnotu potravin: hydrolýza sacharidů a lipidů, ale využitelnost zachována, nutriční hodnota není ovlivněna koagulace bílkovin (ztráta AK v konzervovaném mase 10-20 %) ztráta Lys, Trp, Met → snížení biologické hodnoty bílkovin ztráty thiaminu (50-75 %) a panthotenové kyseliny (20-35 %).

Pasterace Vliv na nutriční a senzorickou hodnotu potravin: minimální změny v nutriční a senzorické kvalitě potraviny významná ztráta ve vodě rozpustných vitaminů (hlavně vit. C) u konzervovaného ovoce a zeleniny (u některých potravin vitaminy převedeny do nálevu) nepatrné změny nutriční hodnoty pasterovaného mléka.

Pasterace Vliv na nutriční a senzorickou hodnotu potravin: změna barvy džusů (působením polyfenoloxidas) nízká ztráta těkavých aromatických látek u džusů ztráta vitaminu C a karotenů v ovocných džusech je minimalizována během pasterace odvzdušňováním.

Tepelná sterilace - zahřívání potravin > 100 °C (v tenké vrstvě v tepelném výměníku) při dostatečné teplotě a po dostatečnou dobu, zničení mikrobiální a enzymatické aktivity - sterilované potraviny trvanlivost > 6 měsíců UHT (Ultra High Temperature) zpracování (vyšší teploty kratší doba zpracování) (mléko 138 °C, 4 s, ovocné džusy, smetana, jogurt, vejce, zmrzlina, sýr cottage, dětské přesnídávky, rajčatové produkty, ovoce, zelenina, polévky) UHT nezávisí na velikosti nádoby x tepelná sterilace největší poškození nutričních a senzorických vlastností potraviny v blízkosti stěn nádoby používané na sterilaci.

Tepelná sterilace Vliv na nutriční a senzorickou hodnotu potravin: ztráta thiaminu a pyridoxinu - UHT zpracované maso a zeleninové produkty změna barvy sterilovaného masa (červený oxymyoblobin → hnědý metmyoglobin, Maillardova reakce a karamelizace) odbarvení konzervovaného ovoce během skladování (reakce Fe nebo Sn s anthokyany → růžový pigment).

Tepelná sterilace Vliv na nutriční a senzorickou hodnotu potravin: během zpracování masa pomocí UHT – změna barvy, ale Maillardova reakce a karamelizace proběhnou velmi v menším rozsahu změny aroma konzervovaného masa změna textury konzervovaného masa (koagulace bílkovin, smrštění a ztužení svalové tkáně, hydrolýza kolagenu, tání tuku) (přídavek fosforečnanů pro zadržení vody v produktu).

Tepelná sterilace Vliv na nutriční a senzorickou hodnotu potravin: změna textury ovoce a zeleniny (změknutí)– hydrolýza pektinu, mazovatění škrobu, částečná rozpustnost hemicelulos sterilované mléko – změna barvy (Maillardova reakce, karamelizace, změna v odrazu kaseinových micel) UHT zpracované mléko a ovoce – viskozita nezměněna.

Odpařování - částečné odstranění vody z kapalných (tekutých) potravin za varu - separace je dosažena využitím rozdílů v těkavosti mezi vodou a rozpuštěnými látkami, to je v kontrastu s ostatními metodami zahuštění (např. membránové zahuštění), při kterém je voda odstraněna využitím rozdílu v rychlosti difúze při okolní teplotě - většina zahuštěných potravin je dále před konzumací zpracovávána.

Odpařování Hlavní funkce odpařování: 1) snížit hmotnost nebo objem potravin před sušením, mražením nebo sterilizací (např. mléko, kafe, ovocné šťávy) → úspora energie v následných operacích a snížení ceny skladování, transportu a distribuce 2) odpařování zvyšuje obsah sušiny potraviny (např. džem, melasa) z důvodu úchovy potraviny snížením aktivity vody.

Odpařování Hlavní funkce odpařování: 3) výhodnější pro spotřebitele (např. ovocné nápoje, polévky, nebo pro výrobce (např. kapalný pektin, ovocné koncentráty pro použití ve zmrzlinách nebo pečivu) 4) odpařování změní aroma a barvu potraviny (např. karamelizované sirupy pro použití v pekařských výrobcích a při výrobě cukrovinek).

Odpařování Vliv na potraviny: ztráta aromatických sloučenin (těkavější než voda) → snížení senzorické kvality koncentrátů naopak v kakau a mléku je ztráta nepříjemných těkavých látek žádoucí → zvýšení kvality produktu změna barvy (tmavší) (podpora chem. reakcí)

Odpařování Vliv na potraviny: Srovnání ztrát vitaminů během odpařování a UHT zpracování: obsahy vitaminů A a D a niacinu nebyly ovlivněny. Přídatné ztráty vitaminů se objevily během skladování (např. 50% ztráta vitaminu C v marmeládě během 12 měsíců při 18 °C.

Extruze - kombinace několika operací: směšování, vaření, hnětení, střihání, tvarování a formování (expanze), vysoko teplotní, krátkodobý proces (HTST), snížení mikrobiální kontaminace a inaktivace enzymů, snížení aktivity vody produktu - potravina je stlačována a přetvořena do formy polotekuté hmoty, vytvořená hmota je tlačena skrz matrici - hlavním cílem extruze je zvýšit rozmanitost druhů potravin ve stravě (řady produktů s rozdílným tvarem, texturou, barvou, aroma).

Extruze Extruze je populární z těchto důvodů: 1) mnohostrannost (rozmanitost), změnou ingrediencí a podmínkami extruze je možno připravit širokou řadu produktů, proces je značně flexibilní v uspokojování potřeb (požadavků) konzumentů na nové výrobky, extrudované výrobky nemohou být produkovány jinými metodami (procesy) 2) nízké provozní náklady a vyšší produktivitu než ostatní procesy vaření nebo formování. Úspora při srovnání výroby breakfast cereals pomocí extruze a tradičními metodami: suroviny (19 %), energie (100 %), práce (14 %) a kapitálového investování (44 %).

Extruze - extruze potravin bohatých na škrob (např. kukuřičné otruby, šrot a pšeničná mouka): obsah vlhkosti zvýšen přidáním vody a škrob je vystaven intenzivním střihovým silám při zvýšené teplotě, škrobové granule bobtnají, absorbují vodu a mazovatí makromolekulární struktura škrobových molekul se otevírá (zpřístupňuje) a je produkována viskózní plastická hmota, škrob je rozpouštěn a není důkladně degradován změny v rozpustnosti za rozdílných podmínek teplot a střihové rychlosti jsou sledovány měřením indexu absorpce vody a charakteristik rozpustnosti ve vodě.

Extruze - extruze potravin s vysokým obsahem bílkovin (např. sójová krupice, mouka): otevření kvartérní struktury viskosní plastické hmoty.

bílkovin,

vznik

polymerace bílkovin, tvorba příčných vazeb a změně orientace řetězců, aby byla vytvořena vláknitá struktura texturizované rostlinné bílkoviny index rozpustnosti bílkovin je mírou rozsahu denaturace bílkovin, index se snižuje během extruze.

Extruze Zařízení extrudéry - podle metody zpracování a podle konstrukce. prášková, granulovaná potravina → plastická, viskózní hmota → hmota protlačována skrz matrici a na konci jsou rotující nože nebo gilotina → tvorba rozmanitých tvarů (tyčky, kuličky, pásky, …) → potahování nebo polévání Obsah některých potravin (např. snack výrobků, křehkého chleba a breakfast cereals) je dále snížen následným sušením.

Extruze Oba typy extruze jak extruze za horka, tak HTST proces mají minimální vliv na složky v potravinách, ale hlavně snižují mikrobiální kontaminaci. Prodloužení životnosti potraviny je důsledkem nízké aktivity vody (0,1-0,4).

Aplikace extruze za studena (nízká rychlost, malé tření) - cereální křehký chléb, cornflakes, gumovité cukrovinky (lékořicových a ovocné žvýkavé gumy).

Extruze Vliv na potraviny: HTST minimální vliv na barvu a aroma potraviny ztráty vitaminů v extrudovaných potravinách (podle typu potraviny, obsahu vlhkosti, teploty zpracování a doby) (během extruze za studena ztráty minimální) nízké ztráty esenciálních aminokyselin Maillardova reakce, snížení kvality bílkovin

Extruze Vliv na potraviny: zvýšení stravitelnosti bílkovin (přeuspořádání struktury bílkovin) destrukce antinutričních látek → zvýšení nutriční hodnoty extrudovaných sójových produktů.

Tepelné procesy probíhající použitím horkého vzduchu Dehydratace (sušení) - aplikace tepla za kontrolovaných podmínek, odstranění majoritní části vody odpařením - jiné operace odstraňující vodu z potraviny např. mechanická separace, membránové zahušťování, odpařování a pečení, uvedené příklady procesů odstraňují vodu z potraviny mnohem více než dehydratace Hlavní cíl dehydratace: prodloužení životnosti potraviny snížením aktivity vody, inhibuje mikrobiální růst a aktivitu enzymů, snížení hmotnosti nebo objemu potraviny snižuje transportní a skladovací náklady.

Dehydratace Sušení způsobuje zničení jak vzhledu potraviny, tak nutriční hodnoty. Výběr zařízení používaných k dehydrataci mají za cíl minimalizovat tyto změny výběrem vhodných sušicích podmínek pro jednotlivé potraviny. Příklady komerčně důležitých, sušených potravin: cukr, káva, mléko, brambory, mouka (včetně pekařských směsí), fazole, luštěniny, breakfast cereals, čaj a koření.

Dehydratace Vliv na potraviny: změny v textuře pevných potravin → poškození kvality agregace a denaturace bílkovin, ztráta vazné vlastnosti (water-holding capacity) u masa → tuhost masa.

Rychlost a teplota sušení mají vliv na texturu potravin. Obecně, rychlé sušení a vysoká teplota způsobují větší změny než mírnější podmínky sušení.

Dehydratace Vliv na potraviny: během sušení ovoce, masa a ryb může na povrchu potraviny vznikat tvrdá, neprostupná vrstva potraviny s nízkým obsahem tuku (ovocné džusy, kakao, brambory) jsou snadno sušeny do formy volných létajících prášků (free-flowing) prášků než v případě mléka nebo masných výrobků.

Dehydratace Vliv na senzorickou kvalitu potraviny: ztráta těkavých složek (v počáteční fázi sušení) koření a bylinky sušení při nízkých teplotách ztráta aroma → oxidace pigmentů, vitaminů a lipidů během skladování otevřená porézní struktura sušené potraviny umožňuje přístup kyslíku (teplota skladování a aktivitou vody potraviny).

Dehydratace Vliv na nutriční hodnotu potraviny: v sušeném mléce oxidace lipidů žluknutí (oxidace nenasycených mastných kyselin vede k tvorbě hydroperoxidů, které se dále účastní polymerizace, dehydratace nebo oxidace, jsou produkovány aldehydy, ketony a kyseliny způsobující žluklý zápach) přídavek enzymů, např. glukosaoxidasa, k ochraně sušených potravin před oxidací.

Dehydratace Vliv na potraviny: sušení změní povrch potraviny a její barvu a odrazivost chemické změny karotenoidů a chlorofylových pigmentů jsou způsobeny teplem a oxidací během sušení ↑ doba sušení ↑ vyšší teploty sušení → větší ztráty pigmentů.

Dehydratace Vliv na nutriční hodnotu potravin: v ovoci a zelenině jsou ztráty během přípravy větší než během sušení. během výroby jablečných chipsů je ztráta vitaminu C: 8% během krájení, 62% po blanšírování, 10% po tvorbě pyré a 5% během sušení vitamin C je citlivý na teplo a oxidaci, krátké doby sušení, nízké teploty, nízká vlhkost a nízká hladina kyslíku během skladování, ztráty se pohybují kolem 5-10 % během sušení (včetně ztrát během blanšírování ovoce a zeleniny) malé ztráty vitaminů.

Dehydratace Vliv na nutriční hodnotu potravin: v tucích rozpustné složky (např. esenciální mastné kyseliny, vitamin A, E, D a K) jsou většinou zadrženy uvnitř sušiny potraviny. ALE: voda je rozpouštědlem pro kovové katalyzátory, které podporují oxidaci nenasycených složek, po odstranění vody, se katalyzátory stávají mnohem reaktivnější a rychlost oxidace je urychlena. V tucích rozpustné vitaminy jsou zničeny interakcí s peroxidy vznikajícími oxidací lipidů.

Dehydratace Vliv na nutriční hodnotu potravin: biologická hodnota a stravitelnost bílkovin ve většině potravin se podstatně nemění ALE: mléčné bílkoviny jsou částečně denaturovány během bubnového sušení a to má za následek snížení rozpustnosti práškového mléka, agregaci a ztrátu srážecí schopnosti. Je uváděno snížení biologické hodnoty o 8-30 % v závislosti na čase sušení. Sprejové sušení neovlivňuje biologickou hodnotu mléčných bílkovin. Lysin je tepelně citlivý a ztráty v mléku se pohybují od 3 do 10 % při sprejovém sušení a 5-40 % při bubnovém sušení.

Pečení a pražení Pečení a pražení - stejné operace, používá se ohřátý vzduch, aby byly změněny konzumační vlastnosti potraviny (eating quality). Druhotným cílem pečení je úchova potravin destrukcí mikroorganismů a snížením aktivity vody na povrchu potraviny. Avšak životnost většiny pečených potravin je krátká a je prodloužena mrazením (chlazením) nebo balením. Teplo prochází ve většině případů potravinou vedením, ačkoli během počátečního zahřívání probíhá proudění.

Pečení a pražení Vliv na potraviny: cílem pečení a pražení je změnit senzorické vlastnosti potraviny, zlepšit přijatelnost a rozšířit rozsah chutí, aroma a textury konzumované potraviny změny v textuře jsou určeny povahou potraviny (obsah vlhkosti a složení tuků, bílkovin a strukturních sacharidů-celulosy, škrobů a pektinů) a teplotou potraviny a dobou trvání procesu.

Pečení a pražení Vliv na potraviny: pro většinu pečených výrobků je charakteristická tvorba suché kůrky (krusty) (např. maso, chleba, brambory). textura kůrky - struktury škrobu, mazovatění a dehydratace při krátkodobém zpracování se vytvoří nepropustná kůrka, která zabrání migraci vlhkosti i tuku a chrání složky potraviny a aroma před degradací.

Pečení a pražení Vliv na potraviny: tepelně zpracovávané maso – tání tuku („ztráty odkapem“ – drip losses) rozpuštění kolagenu a tvorba želatiny rozptýlení tuku v mase denaturace bílkovin, smrští se a ztráta schopnosti vázat vodu (vazné vlastnosti) → vytlačení tuku a vody, ztužení a sražení potraviny.

Pečení a pražení Vliv na potraviny: další zvýšení teploty způsobí destrukci mikroorganismů a inaktivaci enzymů povrch potraviny se vysouší a textura se stává křehčí a tvrdší, tvorba porézní kůrky koagulací, degradací a částečnou pyrolýzou bílkovin.

Pečení a pražení Vliv na potraviny: Pomalejší zahřívání dovoluje větší ztráty vlhkosti, aby unikla z potraviny před zachycením v kůrce. To má za následek slabší gradient koncentrace vodní páry a sušší vnitřní část potraviny. V pecích při pečení chleba, počáteční pára zahřívání snižuje dehydrataci povrchu těsta a kůrka zůstává déle elastická. Kůrka je hladší a lesklejší, a hydrolýza škrobu podporuje reakce neenzymového hnědnutí k vytvoření lepší barvy kůrky.

Vliv na potraviny:

Pečení a pražení

aromatické látky vzniklé pečením jsou významné senzorické charakteristiky pečených výrobků v povrchové vrstvě potraviny dochází k Maillardově reakci a Streckerově degradaci vysoká teplota a nízký obsah vlhkosti v povrchové vrstvě potraviny - karamelizace cukrů a oxidace mastných kyselin na aldehydy, laktony, ketony, alkoholy a estery. degradace některých těkavých látek, produkované výše uvedeným mechanismem, a vznikají spálené nebo kouřové aromatické látky.

Pečení a pražení Vliv na potraviny: Charakteristická zlato-hnědá barva spojená s vypečeným výrobkem je důsledkem Maillardovy reakce, karamelizace cukrů a dextrinů (buď přítomných v potravině nebo vzniklých hydrolýzou škrobů), rozkladem cukrů, tuků a bílkovin.

Pečení a pražení Vliv na nutriční hodnotu potraviny: hlavní nutriční změny během pečení - na povrchu potraviny a poměr plochy povrchu k objemu je významným faktorem v určení vlivu na celkové nutriční ztráty formový chleba – forma podstatných nutričních změn.

chrání

chleba

od

vitamin C (přidáván do těsta jako zlepšovadlo) úplná degradace během pečení, další vitaminy jsou ztraceny v menším rozsahu.

Pečení a pražení Vliv na nutriční hodnotu potraviny: sušenky, breakfast cereals a křehký chléb – drobnější pečivo vyžaduje kratší doby pečení a ztráty mohou být redukovány. v chemicky kypřených těstech alkalické reakce uvolňují niacin, který je vázán na polysacharidy a polypeptidy→ zvýšení obsahu niacinu → zvýšení nutriční hodnoty obsah vitaminu v chlebě je také určen rozsahem fermentace, která zvyšuje obsah vitaminů skupiny B.

Pečení a pražení Vliv na nutriční hodnotu potraviny: thiamin je nejvýznamnějším tepelně labilním vitaminem jak u cereálních potravin tak u masa u cereálních produktů je rozsah ztráty thiaminu určen teplotou pečení a pH potraviny ztráta thiaminu u formového chleba je 15 %, ale u sušenek nebo pečiva kypřeného chemicky uhličitanem sodným jsou ztráty vyšší.

Pečení a pražení Vliv na nutriční hodnotu potraviny: u masa ovlivňují nutriční ztráty velikosti kousků masa, typy pečení, poměry kostí a tuku, typ zvířete apod. mírné ztráty vitaminů (thiaminu) v pečeném mase.

Pečení a pražení Vliv na nutriční hodnotu potraviny: ztráta aminokyselin a cukrů zapojených do Maillardovy reakce způsobuje snížení nutriční hodnoty ztráta Lys během Maillardovy reakce → snížení kvality bílkovin, ztráta lysinu je korigována fortifikací v chlebu je poměr využitelnosti bílkovin snížen o 23 % ve srovnání s původní moukou, rozsah ztrát lysinu je zvýšen vyššími teplotami, delšími dobami pečení a větším množstvím redukujících cukrů.

Tepelné procesy za použití horkého oleje Fritování a smažení - ke zlepšení eating quality potraviny, druhotným významem je konzervační efekt (důsledkem tepelné destrukce mikroorganismů a enzymů a snížení aktivity vody na povrchu potraviny nebo uvnitř potraviny, pokud je fritována v tenkých částech). - trvanlivost fritovaných potravin je dána obsahem vlhkosti po fritování. Potraviny, ve které zadržují vlhkost uvnitř (např. vdolky, ryby a drůbeží produkty), mají relativně krátkou životnost z důvodu migrace vody a oleje během skladování.

Fritování a smažení - výrobky z kukuřice nebo brambor (např. potato crisps, potato chips) mají trvanlivost až 12 měsíců při skladování při pokojové teplotě. Kvalita produktů je udržována přiměřenými bariérovými vlastnostmi obalového materiálu a správnými podmínkami skladování.

Fritování a smažení Pokud je potravina umístěna do horkého oleje, teplota povrchu rychleji vzroste a voda je odpařována jako pára. Povrch výrobku potom začíná vysychat podobným způsobem jako při pečení a pražení. Povrch kůrky má porézní strukturu obsahující rozdílně veliké kapiláry. Během fritování, jak voda tak vodní pára, jsou odstraňovány z větších kapilár jako první a nahrazeny horkým olejem.

Fritování a smažení Rychlost průniku tepla do potraviny je řízena tepelnou vodivostí potraviny. Teplota potraviny vzroste na teplotu oleje a vnitřní teplota v potravině bude kolem 100 °C. Rychlost přestupu tepla je řízena rozdílem teploty mezi olejem a potravinou povrchovým koeficientem přestupu tepla.

Fritování a smažení Vlhkost se pohybuje z povrchu potraviny přes hraniční film oleje. Tloušťka vrstvy oleje je řízena rychlostí přestupu tepla a hmoty a je určena viskozitou oleje.

Fritování a smažení Čas potřebný na dokonalé fritování závisí na: 1) typu potraviny, 2) teplotě oleje, 3) metodě fritování, 4) tloušťce potraviny, 5) požadované změně v eating quality.

Fritování a smažení Teplota používaná pro fritování je určena většinou ekonomickými požadavky a požadavky na produkt. Při vysokých teplotách jsou sníženy výrobní časy a je zvýšena rychlost zpracování. ALE: vysoká teplota může urychlit rozklad oleje na volné mastné kyseliny, které změní viskozitu, aroma a barvu oleje. Akrolein je degradační produkt, vznikající při vysokých teplotách, který tvoří modravý opar nad olejem a je zdrojem znečištění ovzduší.

Fritování a smažení Teplota fritování požadavcích na produkt.

je

závislá

také

na

Potravina, která vyžaduje kůrku a vlhkost uvnitř, je vyrobena fritováním při vysoké teplotě. Rychlá tvorba kůrky uzavře vlhkost v potravině a omezí rychlost přestupu tepla do vnitřku potraviny.

Fritování a smažení 2 hlavní komerční metody fritování: kontaktní (shallow) a hluboké (deep-flat).

Vhodné pro potraviny s velkým poměrem objemu a plochy, např. plátky slaniny, vejce, karbanátky. Teplo je přenášeno do potraviny většinou kondukcí z horkého povrchu pánve skrz tenkou vrstvu oleje.

Vhodné pro potraviny s velkými tvary. Přestup tepla je kombinací konvekce uvnitř horkého oleje a kondukcí do vnitřku potraviny.

Fritování a smažení Vliv na potraviny: Jedná se o vliv tepla na potravinu a vliv oleje na kvalitu potraviny. Vliv tepla na kvalitu oleje - prodloužené zahřívání oleje při vysokých teplotách v přítomnosti vody a kyslíku uvolněných z potravin vede k oxidaci oleje na řadu těkavých karbonylů, hydroxykyselin, ketokyselin a epoxy kyselin. Tyto látky jsou příčinou ztmavnutí oleje a vzniku nepříjemného aroma oleje. Zvyšuje se viskozita oleje → snižuje se koeficient přestupu tepla na povrchu během fritování a zvyšuje množství oleje strhovaného do potraviny.

Fritování a smažení Vliv na potraviny: oxidace v tucích rozpustných vitaminů - ztráta nutriční hodnoty zničení retinolu, karotenoidů a přispívají ke změnám aroma a barvy oleje

tokoferolů,

většina fritovacích olejů jsou rostlinného původu a obsahují vysoký obsah nenasycených mastných kyselin, které jsou rychle oxidovány.

Fritování a smažení Vliv na potraviny: esenciální MK jsou snadno ztraceny a změní se tak rovnováha mezi nasycenými a nenasyceným mastnými kyselinami.

Obsah tuku v potravině se může zvýšit z důvodu pohlcení tuku potravinou, ale nutriční význam je obtížné určit, záleží na typu a historii oleje, a na množství oleje zachyceného v potravině.

Fritování a smažení Vliv na potraviny: Vliv tepla na fritované potraviny - hlavním účelem fritování je vývoj charakteristického aroma a barvy fritované potraviny (Maillardova reakce). Textura fritované potraviny - změny bílkovin, tuků a polymerních sacharidů, které jsou podobné změnám při pečení.

Fritování a smažení Vliv na nutriční hodnotu potravin: Efekt fritování na nutriční hodnotu potravin závisí na typu použitého procesu. Při vysoké teplotě oleje dochází k rychlému vytvoření kůrky a utěsnění povrchu potraviny. To snižuje rozsah změn na objem potraviny, a zůstává vysoký obsah nutrientů. Např. 17% ztráta lysinu je u smažených ryb, pokud se použije poškozený olej tak je ztráta lysinu 25%.

Fritování a smažení Vliv na nutriční hodnotu potravin: ztráty vitaminu C u smažených brambor jsou nižší než u vařených brambor. vitamin C se akumuluje jako dehydroaskorbová kyselina z důvodu nižšího obsahu vlhkosti, zatímco při vaření je dehydroaskorbová kyselina hydrolyzována na 2,3-diketoglukonovou kyselinu a ta je nevyužitelná.

Fritování a smažení Vliv na nutriční hodnotu potravin: během fritování – ztráta ve vodě rozpustných vitaminů změny v kvalitě bílkovin.

Fyzikální metody Aplikace ultrazvuku Aplikace vysokého hydrostatického tlaku Aplikace vysoko intenzivního pulzujícího elektrického pole (HIPEF).

Konzervace fyzikálními metodami-ultrazvukomezené použití jen pro čiré kapalné potraviny, usmrcení mikroorganismů.

Fyzikální metody Konzervace vysokým hydrostatickým tlakempotravina zabalena do flexibilního obalu je vystavena účinkům vysokého tlaku (až 1000 MPa) po dobu několika min, při kterém dojde bez záhřevu k usmrcení mikroorganismů. Postup má omezení v rozdílném účinku na různé enzymy a pro odolnost bakteriálních spor. Obvykle se takové ošetřené kombinuje s dalšími opatřeními nejčastěji mírným záhřevem (kolem 50 °C).

Fyzikální metody Vysokotlaká pasterace – moderní proces, náhrada chemického působení konzervačních látek, příp. náhrada působení vysokých teplot k ošetření potraviny. Provedení procesu: 1. Potravina je zabalena do flexibilního obalu a umístěna do tlakové komory vysokotlakého lisu. 2. Celý objem je zalit vodou nebo jinou tlakovací kapalinou.

Fyzikální metody Vysokotlaká pasterace – moderní proces, náhrada chemického působení konzervačních látek, příp. náhrada působení vysokých teplot k ošetření potraviny. Provedení procesu (pokrač.): 3. Po uzavření komory se čerpá kapalina k docílení tlaku od 4000 do 6000 i více barů (1 bar = 105 Pa). 4. Doba výdrže na daném tlaku je 2-15 min a poté dochází k poklesu tlaku.

Fyzikální metody Účinky tlaku na potraviny a výhody použití: • inaktivace mikroorganismů bez nutnosti ohřevu • zachování přirozeného vzhledu, barvy, aroma a obsahu nutričně významných složek • částečná koagulace bílkovin • zachování přítomnosti enzymů • zachování biologicky aktivních látek (zeleninové šťávy).

Fyzikální metody Účinky tlaku na potraviny a výhody použití: • odstranění alergenních látek (rýže, ovocné šťávy)

Nevýhody: • žádný účinek na mikrobiální spory (nejde o sterilaci) • nižší výkon zařízení. Rozšíření vysokotlaké pasterace: USA, Japonsko.

Změny obsahu vybraných vitaminů a hygienické a senzorické jakosti naklíčených zrn pšenice ošetřených vysokým tlakem

Cíl práce: Ověření možnosti prodloužení trvanlivosti naklíčených zrn pšenice seté vysokotlakou pasterací. Sledování vybraných nutričních, hygienických a senzorických parametrů naklíčených zrn pšenice během ošetření vysokotlakou pasterací a během skladování.

Změny obsahu vybraných vitaminů a hygienické a senzorické jakosti naklíčených zrn pšenice ošetřených vysokým tlakem - vysokotlaká pasterace – netepelná konzervace potravin - působení vysokého tlaku – bez vlivu na nutriční a senzorickou hodnotu potravin Klíčení obilovin je jednoduchý a levný postup, který zvyšuje nutriční hodnotu potravin přirozenou cestou. Během klíčení je část zásobních složek degradována a částečně využita pro syntézu nových složek v klíčku a tento proces působí důležitě změny biochemických, nutričních a senzorických vlastností.

Změny obsahu vybraných vitaminů a hygienické a senzorické jakosti naklíčených zrn pšenice ošetřených vysokým tlakem

Experiment: Ošetření vysokým tlakem, skladování: pšenice klíčená 2 dny, PA/PE 80 sáčky, nálev – roztok kyseliny citrónové pH = 2, poměr hmot.pšenice / hmot.nálev = 2/3; tlak 500 MPa, 10 min skladování 3 - 5°C.

Změny obsahu vybraných vitaminů a hygienické a senzorické jakosti naklíčených zrn pšenice ošetřených vysokým tlakem

Závěr: - ošetřením vysokým tlakem lze prodloužit trvanlivost naklíčené pšenice - z hygienického hlediska byla naklíčená pšenice ošetřená vysokým tlakem vyhovující po 21 dnech skladování - ze senzorického hlediska byla naklíčená pšenice ošetřená vysokým tlakem vyhovující po dobu 7 dnů skladování.

Změny obsahu vybraných vitaminů a hygienické a senzorické jakosti naklíčených zrn pšenice ošetřených vysokým tlakem

Závěr: - prodloužení doby klíčení vedlo ke zvýšení obsahu vitaminu B2, C a karotenoidů - vlastní ošetření vysokým tlakem nezpůsobilo významné ztráty obsahu vitaminů s výjimkou vitaminu C - během skladování došlo ke ztrátám vitaminu C, B1, B6 a B5 (po 7 dnech o 86, 45, 34 a 41 %, resp.).

Fyzikální metody Další moderní konzervační technologie vysoko intenzivní pulzující elektrické pole. Technologie se vyvinula z odporového ohřevu, avšak na rozdíl od odporového ohřevu je využíván přímý inaktivační účinek elektrické energie. Kapalná potravina je vystavena účinkům krátkých pulzů elektrického pole, které vyvolávají inaktivaci mikroorganismů přítomných v potravině.

Fyzikální metody Aplikace vysokonapěťových pulzů (výkon od 0,2 kW do 800 kW): • pasterace kapalných potravin (mléko, vaječné produkty, ovocné šťávy) • otevírání buněk rostlin při výrobě cukru, škrobu a šťáv (úspora energie, úspora investic, úspora enzymů, menší zařízení).

Zahřívání pomocí energie záření Mikrovlnný a infračervený ohřev Mikrovlnné a infračervené záření jsou formy elektromagnetické energie. Přenos ve formě vln, které pronikají do potraviny a mění se na teplo. Hlavní rozdíly mezi mikrovlnnou a infračervenou energií: 1) mikrovlny jsou tvořeny při specifických frekvenčních pásech (2450 MHz ve světě nejrozšířenější, v ČR jediná povolená) (915 MHz v USA – hlubší průnik do potraviny), kdežto sálavé teplo je méně řízeno a má širší rozsah frekvencí,

Mikrovlnný a infračervený ohřev 2) hloubka průniku do potraviny je závislá na frekvenci, nízkofrekvenční mikrovlny pronikají do potraviny hlouběji než sálavá (infračervená) energie, 3) mikrovlny způsobují molekulární tření v molekulách vody, aby se vytvořilo teplo, kdežto infračervené záření je jednoduše absorbováno a přeměněno na teplo, 4) rozsah (míra, stupeň) zahřívání mikrovlnami je určen zčásti obsahem vlhkosti v potravině, kdežto rozsah zahřívání sálavou energií závisí na povrchových charakteristikách a barvě potraviny,

Mikrovlnný a infračervený ohřev 5) nižší penetrace infračervené energie znamená, že tepelná vodivost potraviny je významnější v infračerveném ohřevu než při mikrovlnném ohřevu, infračervené zahřívání je omezeno povrchem potraviny, zatímco mikrovlny zahřívají celou potravinu, 6) mikrovlny se používají jako konzervační krok (např. dehydratace, blanšírování, pasterace), zatímco infračervená radiace je většinou používána ke změně povrchové barvy potraviny a aroma.

Mikrovlnný a infračervený ohřev

Mikrovlnný ohřev Potravina umístěna do dráhy mikrovln → část elektromagnetické energie je absorbována a část energie je přeměněna na teplo. Potraviny s vysokým obsahem vlhkosti rychle absorbují energii a rychleji se ohřívají. Sklo, papír a některé polymerní balicí filmy jsou propustné mikrovlnám a nejsou zahřívány. Kovy mikrovlny odráží, nejsou zahřívány, ale k ohřevu může docházet vedením z ohřívaných potravin.

Mikrovlnný ohřev Největší penetrace a nejrovnoměrnější zahřívání je získáno při nejdelších vlnových délkách (915 MHz) a u malých kousků potraviny. Mikrovlny zahřívají vnitřek potraviny, zahřívání je rychlé a povrch potraviny se nepřehřívá, dochází k minimálnímu tepelnému poškození a nedochází k povrchovému hnědnutí. Zařízení je malé, vhodné pro automatické řízení a neexistuje žádná kontaminace potravin od produktů spalování.

Mikrovlnný ohřev Aplikace: Atraktivnost mikrovln spočívá ve vysokém stupni ohřevu a absenci povrchovým změn potraviny. Největší vývoj v oblasti balení (obaly propouštějící mikrovlny) a pro domácí ohřev potravin v mikrovlnné troubě. Komerční použití mikrovln je drahé, vyžaduje přizpůsobení magnetronu jednotlivým typům potraviny.

Mikrovlnný ohřev Aplikace: Nejvýznamnější aplikace v průmyslu: sušení, pečení rozmrazování, tání, ohřívání. Další aplikace např. blanšírování (nákladné) nebo pasterace jsou méně úspěšné. To je důsledkem malé hloubky průniku záření do velkých kousků potraviny a ochlazení na povrchu, což má za následek přežití velkého množství mikroorganismů.

Aplikace:

Mikrovlnný ohřev

Sušení a pečení: Hlavní nevýhody sušení horkým vzduchem: 1) nízká rychlost přestupu tepla, způsobená nízkou tepelnou konduktivitou suché potraviny, 2) poškození senzorických a nutričních vlastností způsobené dlouhou dobou sušení a přesušení povrchu potraviny, 3) oxidace pigmentů a vitaminů horkým vzduchem, 4) proces tvrdnutí potraviny.

Mikrovlnný ohřev Aplikace: Sušení: Mikrovlny vytvářejí teplo uvnitř potraviny, aby se odpařila vlhkost a překonala se bariéra přestupu tepla způsobená nízkou tepelnou konduktivitou potraviny. To chrání poškození povrchu, zlepšuje přestup vlhkosti během pozdějšího sušení a eliminuje tvrdnutí. Mikrovlny jsou obvykle používány ke konečnému vysušení potraviny.

Mikrovlnný ohřev Aplikace: Sušení: Př. sušení těstovin je sníženo z 8 h na 90 min pomocí mikrovlnného sušení a snížení spotřeby energie o 20-25 %. Mikrovlnné sušení za sníženého tlaku je rychlejší z důvodu vyššího teplotního gradientu. Př. sušení zrn obilovin – levnější a energeticky účinnější než konvenční metody odstranění vlhkosti, a nezpůsobuje prachové znečištění. Nižší teploty sušení zlepšují klíčení zrn.

Mikrovlnný ohřev Aplikace: Sušení a pečení: Účinnost pečení je vylepšena mikrovlnnou koncovkou u tenkých produktů (např. sušenky a křehký chléb). Snížení doby pečení až o 30 %. Předvaření - rýže, luštěniny. Vaření a pečení - maso, slanina, uzeniny.

Mikrovlnný ohřev Aplikace: Rozmrazování a rozpouštění tuků: U masných produktů (červené maso, ryby), ovoce a zeleniny, ovocné dřeni a emulze tuků, másla, čokolády. Výhody: rychlejší zpracování, menší skladovací prostory, žádné ztráty úkapem, lepší kvalita výsledného produktu.

Mikrovlnný ohřev Další aplikace: Mikrovlnné smažení brambůrků bylo jedno z prvních komerčních aplikací. Smažení v mělkých miskách s olejem. Smažení pozmění Maillardovy reakce.

barvu

brambor

v

důsledku

Smažené koblihy (bez oleje)-snížení doby zpracování o 20 % a zvýšení účinnosti výroby o 25 %. Ohřev hamburgerů – fast food.

Mikrovlnný ohřev Další aplikace: Proces

Produkt

sušení

koření, bylinky, vločky, müsli

sterilace

kakaový prášek

blanšírování

mák, ořechy, pšeničné klíčky, sója, rýžové otruby, ovoce

pražení, karamelizace

ořechy, sezam.

Mikrovlnný ohřev Vliv na potraviny: Mikrovlny nemají přímý vliv na mikroorganismy a nezpůsobují žádné změny teplem.

Infračervený ohřev Teorie Infračervená energie je elektromagnetické záření, které je vysíláno horkým objektem. Záření vydává svou energii, aby zahřálo potravinu, která teplo absorbuje. Rychlost přestupu tepla závisí na: 1) teplotách povrchu zahřívané potraviny přijímající záření, 2) povrchových vlastnostech potraviny, 3) tvaru objektů.

Infračervený ohřev Aplikace: Hlavní komerční využití infračervené energie je sušení potravin s nízkou vlhkostí (např. střída chleba, kakao, mouka, obilí, slad, těstoviny a čaj). Sálavé zahřívání je používáno také v pečicích a pražicích pecích.

Infračervený ohřev Vlastnosti zdrojů IR záření Zařízení

Maximální provozní teplota (°C)

Maximální teplota procesu (°C)

Doba ohřevu (s)

Krátké vlny Infralampa IR dělo Křemenná trubice

2200 2300 2200

300 1600 600

1 1 1

Střední vlny Křemenná trubice

950

500

30

Dlouhé vlny Topné, kovové těleso Topné, keramické těleso

800 700

500 400

< 120 < 120

Infračervený ohřev Vliv na potraviny: Rychlé ohřátí povrchu potraviny zadrží vlhkost, vůni a chuť v potravině. Změny na povrchu potravin jsou podobné jako u pečení.

Odporový (ohmický) ohřev Ohřev potraviny průchodem střídavého elektrického proudu. Elektrický odpor potraviny způsobuje přeměnu elektrické energie na teplo. Potraviny obsahující vodu a ionty solí vedou elektrický proud, ale mají také odpor, který umožňuje vytvářet teplo průchodem proudu. Elektrický odpor ovlivňuje rychlost ohřevu potraviny.

Odporový ohřev Elektrický odpor kolísá a mění se se změnou struktury potraviny (mazovatění škrobu, porušení buněk). vodivost zeleniny < vodivost masa < vodivost omáčky Odporový ohřev: pokud částice mají nižší vodivost → rychlejší ohřev pevných částic než okolní kapaliny Konvenční ohřev: teplo proniká do středu částic nejpomaleji v důsledku nižší teplotní vodivosti částic, potřeba míchání materiálu, možnost mechanického poškození částic.

Odporový ohřev Aplikace: Vyžaduje různé formy předzpracování produktu (např. předehřátí k vyrovnání odporu, zmazovatění škrobu, rozpuštění tuků) sušení křehkého chleba a sušenek, těstovin rozmrazování bloků mražených potravin (např. masa, ryb, ovocných džusů) tání tuků nebo čokolády.

Děkuji za pozornost !