Zöldség- és gyümölcsfeldolgozás

A gyümölcsök és a zöldségek jelentős helyet foglalnak el az emberi táplálkozásban. Értékes anyagaik, kedvező étrendi hatásuk, organoleptikus tulajdonságaik indokolják állandó, rendszeres fogyasztásukat. A növényi nyersanyagok, így a gyümölcs- és zöldségfélék is, friss állapotban csak az év egy bizonyos részében állnak rendelkezésre. Az egész éven át történő egyenletes fogyasztást hivatottak biztosítani a különböző tartósítási eljárások.

A tartósítás segítségével megőrízhetők a nyersanyagok értékes anyagai, növelhető a fogyasztás időtartama, lehetővé válik a termékek romlásmentes tárolása, szállítása, értékesítése. Ezen túlmenően új, fogyasztásra nagyobb mértékben előkészített, magasabb feldolgozottságú élelmiszerek termelését vagy fogyasztásra közvetlenül alkalmas ételek előállítását is jelenti. A rendelkezésre álló tartósítási módszerek, eljárások között ősidők óta alkalmazott ( szárítás, sózás, savanyítás, erjesztés ) és a legújabbkori kutatások alapján kifejlesztett módszerek (ionozáló sugárzás alkalmazása ) egyaránt találhatók.

2. Az élelmiszerek romlásos jelenségei

A nyers élelmiszerek élő sejt- és szövetrendszere a romlási folyamatokkal szemben a terményeknek természetes immunitást biztosít. Ez az immunitás azonban csak addig tart, amíg az anyagban a természetes életfunkciók, anyagcserefolyamatok zavartalanul folynak. A leszedett terményben megváltoznak a biológiai folyamatok jellege, ennek következtében változik az összetétel, az organoleptikus tulajdonságok, a külső megjelenés. Egyes anyagok esetében minőségjavulás is létrejöhet, de egy optimális érték után bekövetkezik a gyors romlás. A termék értékes anyagai megsemmisülnek, esetleg egészségre káros (toxikus) anyagok keletkeznek, az élelmiszerek emberi fogyasztásra alkalmatlanná válnak.

A növényi vagy állati eredetű élelmiszerek felhasználásig különböző változásokon mennek keresztül. A kedvező változások javítják az élelmiszerek minőségi tulajdonságait, fokozzák élvezeti értékét. Ilyen előnyös változás pl. a gyümölcsök érése, utóérése, továbbá az alkoholtartalmú italok, sajtok, húsipari készítmények érzékszervi tulajdonságainak (színének, ízének, illatának, állományának) kialakulása az érlelés és tárolás alatt. Élelmiszereink a kedvező változások optimális időszakábana legalkalmasabb az emberi fogyasztásra, valamint felhasználásra. A kedvezőtlen elváltozások viszont jelentősen csökkentik az élelmiszerek értékét, hátrányosan befolyásolják a termék minőségét, romlásnak viszont még nem tekinthetők. Ilyen jelenség pl. a zöldségek fonnyadása, a csokoládé kiszürkülése, egyes italok üledékképzése, melyek mind csökkentik az élelmiszerek értékét. A romlás olyan mélyreható változás, melynek során az élelmiszer emberi fogyasztására, illetve ipari feldolgozására alkalmatlanná válik. A megromlott élelmiszer biológiai és élvezeti értéke csökken (undort keltővé válik), minősége annyira megváltozik, hogy fogyasztása az egészségre ártalmas lehet. A tápanyagok károsodnak, az érzékszervi tulajdonságok (szín, íz, szag, állomány) romlanak. Az élelmiszerek romlása:

fizikai
kémiai és
biológiai okokra vezethető vissza.

2.1. Fizikai eredetű változások

A fizikai tényezők az élelmiszerek kémiai összetételében nem okoznak minőségi változást, általában a helytelen szállítás, kezelés és tárolás következtében az élelmiszerek alakjában, felületében, állományában történik változás. Az élelmiszerek víztartalmának változása gyakori jelenség. Ha az élelmiszerben nagyobb a vízgőz nyomása, mint a levegőben, akkor az élelmiszer vizet ad le, vagyis szárad. Ilyenkor a termék tömege csökken, felületén kéreg keletkezik, megrepedezik és keménnyé válik. Ellenkező esetben az élelmiszer vizet vesz fel a környezetéből, nedvesedik, ami elsősorban állományváltozást, csomósodást, folyósodást, ragacsosságot eredményez és kedvez a romlást okozó mikroorganizmusok elszaporodásának. A hőmérséklet változása is befolyásolja az élelmiszerek minőségét. A hőmérséklet emelkedésekor a zsírtartalmú élelmiszerek megolvadnak,alakjukat vesztik, kiszáradásuk gyorsul. A hőmérséklet csökkenésével az élelmiszerekben lévő víztartalom megfagy. A keletkező jégkristályok roncsolják a sejtfalat, és a termék felengedésekor az értékes sejtnedv kifolyik, a káros mikroorganizmusok elszaporodnak, az áru puha állományúvá válik. A mechanikai változások, pl. az ütés, nyomás, rázkódás roncsolják a sejtszerkezetet, így hamarosan megindul a mikrobiológiai romlás, elsősorban a gyümölcs- és zöldségfélék esetében. A fény hatására megváltozik az élelmiszerek jellegzetes színe, megindul az avasodás.

2.2. Kémiai eredetű változások

Egyes nem enzimes kémiai folyamatok gyakran vezetnek az íz, az illat és a szín elváltozásaihoz. Ezeket főként oxidációs folyamatokvagy az un. Maillard-reakció okozzák. A szabad levegőn lévő élelmiszer romlásában az oxigén hatása jelentős lehet. E hatást rendszerint gyorsítja a magasabb hőmérséklet, a fény (a nap közvetlen vagy visszavert sugárzása) és egyes, katalizátorként ható fémek. Fény és oxigén hatására oxidálódnak a telítetlen zsírsavak, a karotinoidok (pl. a paprikapor fakulása).

Maillard-reakció okozhatja például a tartósított gyümölcslevek és gyümölcsszárítmányok sötétedését tárolás közben. E barnulási folyamat a redukálócukrok és az aminosavak kondenzációs reakciója, aminek során sötét színű melanoidinek keletkeznek. A barnulás mértéke függ a tárolási hőmérséklettől, a termék víztartalmától, valamint a levegő ill. az oxigén mennyiségétől.

2.3. Enzimek okozta romlási folyamatok

Hőkezeletlen nyersanyagokban különösen gyakori az enzimes ( biokémiai ) eredetű romlás. A leszedett gyümölcs, a felszedett gyökérzöldség és más, nagy vízaktivitású növényi részek a szedés után is élő sejtekből állnak, és a növény saját enzimjeinek (a szöveti enzimeknek) a hatására folytatódnak bennük a légzés és más anyagcsere-folyamatok. A légzés alapformája a növényi szövetben felhalmozott tartalék szénhidrátok oxidációja szén-dioxiddá és vizzé. Ezáltal csökken a beltartalmi értéket jelentő szénhidrátok, pl. az édes ízt adó cukrok mennyisége. Aszedést követő változások közül tipikus a növényi sejtfalak köztes lamelláját alkotó protopektin lebomlása oldható pektinekké, ami a termény állagának puhulásában mutatkozik meg (túlérés).

Az utóérési folyamatok között gyakori egyes szerves savak (pl. az almasav) enzimes oxidációja, ami a savtartalom csökkenését okozza az egyébként jól eltartott gyümölcsben. Egyéb enzimes átalakulások szintén a beltartalmi érték és az érzékszervi tulajdonságok változásához vezetnek. A növényi szövet, gyümölcs vagy zöldség erős nyomás vagy ütés hatására felületi sérüléseket szenved. Külső mechanikai erő hatására a sejt belső rendezettségét biztosító, az életfolyamatok szempontjából rendkívül fontos membránok felszakadnak, a sejt képtelen lesz normális életműködés folytatására. Az ilyen sejtek többségében az eddig membránokkal elválasztott szubsztrátumok és enzimek, pl. a polifenolok és az oxidázok találkoznak és megindul az enzimes barnulás. A polifenol-oxidázok és egyéb oxidázok a levegő oxigénjét átadják a polifenoloknak, és az enzimes barnulási folyamat révén folt keletkezik az ütés vagy nyomás helyén. Az oxidáció során keletkezett barna anyagok, a polikinonok, bizonyos mértékig antimikrobás hatásúak, és gátolják a mikroorganizmusok behatolását a sérült növényi szövetbe.

2.4. Mikrobiológiai eredetű romlások

Az élelmiszerek romlását legnagyobb mértékben a különböző mikroorganizmusok okozzák. Ezek az élelmiszeren elszaporodva, enzimjeik segítségével lebontják az élelmiszerek értékes vegyületeit és azokat a saját anyagcseréjükben használják fel. Eközben saját anyagcseretermékeik felhalmozódnak. Ezáltal az élelmiszer elveszti eredeti érzékszervi tulajdonságait: állagát, színét, ízét, zamatát, sőt csökken beltartalmi értéke is. A mikroorganizmusok anyagcseretermékei gyakran elszíneződést, kellemetlen ízt okoznak. Esetleg egészséget károsító anyagok is felgyülemlenek, pl. az egyes penészek által termelt mikotoxinok.

3. A gyümölcs légzése az érés során

A növényekre két nagy anyagcsere-folyamat jellemző: az asszimiláció és a disszimiláció, vagyis a légzés. A légzés során a szervezetbe beépült energia felszabadul és felhasználódik a különböző életfolyamatok során. A légzés folyamatában a hexózok piroszőlősavra bomlanak (glikolízis), majd a piroszőlősav CO₂-dá és vízzé oxidálódik (citromsav-ciklus). Természetesen a folyamat rendkívül összetett, számos termék, intermedier keletkezésével jár, enzimrendszerek szabályozása alatt áll. E reakciók sebességét főleg a hőmérséklet befolyásolja. Amennyiben az O₂ mennyisége korlátozott, a CO₂ felhalmozódik, a piroszőlősav átrendeződik a körfolyamatból az erjedési szakaszba, amelynek végterméke acetaldehid és etil-alkohol lesz.

3.1. Klimaktérikus légzés

A gyümölcsöket az érés során bekövetkező légzésintenzitás változása alapján két csoportba sorolhatjuk:

klimaktérikus gyümölcsök: ebbe a csoportba tartozó gyümölcsöknél a légzésintenzitás a kezdődő csökkenés után ismét növekedni kezd, majd elér egy maximumot (klimaktérikus maximum), ezután ismét csökkenni kezd, de a növekedés előtti értéknél magasabb szintre áll be. Ilyen gyümölcs az alma, körte, banán, sárgabarack, őszibarack, dinnye, szilva stb.
nem klimaktérikus gyümölcsök: ezeknél a gyümölcsöknél az érés során a légzésintenzitás fokozatosan csökken. Ide tartoznak a citrusfélék, az eper és rokonai, ananász, szőlő, cseresznye, meggy stb.

A légzési folyamatok nyomonkövetése fontos, hiszen a klimaktérium előtti minimum ideje felel meg fogyasztás szempontjából az optimális szedési időpontnak. A klimaktérikus gyümölcsöket a klimaktérium előtt kell leszedni, a teljes érettséget szedés után is elérik. A tárolás szempontjából is fontos a légzési folyamat vizsgálata, hiszen a légzés során a gyümölcs értékes tápanyagait használja fel. Ezért a gyümölcs minőségének megőrzése szempontjából kulcsfontosságú a légzés intenzitás csökkentése a tárolási körülmények megfelelő megválasztása.

Az érés során az energiafelszabadítás a Szentgyörgyi-Krebs-ciklusban a pentóz-foszfát-körben, az energiatárolás pedig oxidatív foszforilezés során történik (ATP-képzés). Vagyis a légzés során O₂-felvétel és CO₂-leadás történik. Ezzel szemben a klimaktériumra főképpen a CO₂-termelés és kevésbé az O₂ felhasználás jellemző. Enne magyarázata, hogy ebben a szakaszban szétválik az oxidáció és a foszforilezés. Vagyis a tápanyagfelhasználás során nem történik energiatárolás, azaz a sejt energiapótlása nem biztosított. A felszabadított energiát pl. a víz elpárologtatására használja a sejt, ennek következtében a gyümölcs ráncosodik. Megváltozik az oxidatív enzimrendszer működése, alternatív oxidáció (O₂-felvétel nélküli CO₂ termelés) mehet végbe, ezáltal nő a respirációs hányados (RQ=keletkező CO₂-mennyiség/fogyott O₂-mennyiség). Öregedést segítő hormonjellegű vegyületek jelenhetnek meg. Mivel tartalék ATP nincs, a bioszintetikus folyamatok (fehérje-, lipidszintézis stb.) lassulnak. Ennek következtében fiziológiai betegségek léphetnek fel az enzimszintézis hiányában. Fontos változások történnek a membránokban is. A lipidszintézis hiánya miatt a membránok sérülékenyebbek, ezáltal nő az áteresztőképességük. Ugyanakkor a sejtfalszintézis is leáll, megindul a pektinbontás, amely szintén növeli a membránok átjárhatóságát. A légzés intenzitást és a klimaktérium idejét számos tényező befolyásolja:

hőmérséklet: a hőmérséklet csökkenésével a légzésintenzitás csökken, a klimaktérikus maximum ideje eltolódik, a légzési folyamat egyenletesebbé válik
O₂-koncentráció: az oxigénszint növekedésével a klimaktérikus maximum korábban következik be, de a légzés intenzitása nem változik. Ezzel szemben a nem klimaktérikus gyümölcsöknél nő a légzésintenzitás
CO₂ és O₂ parciális nyomása: a CO₂-koncentráció növelése és az O₂ koncentráció csökkentése csökkenti a légzésintenzitást, vagyis javítja a gyümölcsök tárolhatóságát.
kálcium: a sejtek kellően magas Ca-koncentrációja összhatásában hasznos (több mint 30 biokémiai folyamatban vesz részt). A túl magas kálciumszint azonban emeli a légzésintenzitást, ezért káros.
gyümölcs fajtája: a különböző fajtájú gyümölcsöknél a klimaktérikus maximum ideje és a légzésintenzitás változó pl. az avokádó esetén már szedés után néhány nap múlva bekövetkezik a klimaktérium, míg az almánál csak hónapok múlva (azonos tárolási körülmények esetén).

₂

3.2. Az etilén szerepe a légzésben

Az etilén a legegyszerűbb szerves molekula, amely résztvesz az anyagcsere folyamatokban, például a zsírsavanyagcserében: a lipidek bomlásával nő az etiléntermelés. Ezen kívül különleges szerepet játszik a légzési folyamatokban: egyike az érés megindításáért felelős növényi hormonoknak. Feltételezik, hogy az érési folyamatok megindításához szükséges specifikus enzimek szintézisét serkenti. Megtalálható mind a klimaktérikus, mind a nem klimaktérikus gyümölcsökben, de az intenzív etiléntermelés a klimaktérikus gyümölcsökre jellemző. Ezt szemlélteti a következő táblázat:

Gyümölcs	Belső etilénkoncentráció[ml/l]
Citrusfélék	0.1-0.3
Alma	25-2500
Körte	80
őszibarack	1-20
Banán, mangó	0.04-2
Avokádó	30-70

Az etilén hatása a légzésintenzitás növekedésében nyilvánul meg: nem klimaktérikus gyümölcsöknél kétszeresére, míg klimaktérikusoknál 5-10-szeresére nő a légzésintenzitás az érés során.

Az etilén szerepét már a század elején felfedezték. Megfigyelték, hogy kerozinos fűtés esetén, ha az égéstermékek bekerülnek a tárolóba, gyorsul a gyümölcsök érése, ekkor még nem tudták, hogy mi okozta a jelenséget. 1924-ben Denny jött rá arra, hogy az etilén okozza az érés gyorsulását. Arra azonban még nem tudtak választ adni, hog az etilén csak mesterségesen vagy természetes úton is serkenti-e az érést. Tíz évvel később Kane mutatta ki az etilén jelenlétét a gyümölcsben manométeres méréssel. A gázkromatográfia fejlődésével az 1970-es években már ppb-nyi (ppb=parst per billion=0.001 ppm = 0.001 ml/l) etilénmennyiséget is meg tudtak határozni.

A gyümölcs természetes etiléntermelését elsősorban az alábbi tényezők befolyásolják:

élettani kor: minél előrehaladottabb az érés, nagysága annál nagyobb
hőmérséklet: a hőmérséklet emelkedésével 0-25 ^oC között növekszik, majd 30 ^oC felett akadályozottá válik
oxigénszint: a 8 % alatti csökkenti, míg a magasabb serkenti
CO₂-szint: a magas CO₂-szint a gyümölcs állapotától függően mindkét irányban befolyásolhatja
egyéb szénhidrogének (propilén, acetilén stb.): a növényi szövetekben emelhetik
külső hatások (stressz, fizikai károsodás, betegségek, fertőtlenítés stb.): növelik az etilénképzést
inhibítorok: egyes vegyületek (pl. amino-etoxi-vinilglicin) akadályozzák

3.3 A gyümölcs tárolhatóságát befolyásoló tényezők

A gyümölcs tárolhatóságát számos tényező befolyásolja.

3.3.1. A hőmérséklet hatása

A hőmérséklet több folyamatra is hat, amelyek befolyásolják a gyümölcs tárolhatóságát, vagyis a kitároláskori minőségét.

A hőmérséklet növekedésével a reakciósebesség exponenciálisan növekszik, ez természetesen a biokémiai folyamatokra, az enzimreakciókra is érvényes az enzim denaturálódási hőmérsékletig (általában 30-40 ^oC). Ebből kifolyólag az enzimes reakciók sebessége maximumos lefutású görbével írható le. Ezen kívül a membránok állapota is megváltozik, mivel a hőmérséklet emelkedésével csökken a membránlipidek viszkozitása. A megszokott állapotban fennálló folyadékkristályos szerkezet felbomlik (membránlipidek olvadáspontja 30-40 ^oC közé esik), a mozaikrendszer szétesik a lipidek cseppfolyósodása és a fehérjék denaturálódása következtében. Ha a teljes szétesés nem is következik be, működésképtelenné válik: nem képes a transzportfolyamatok irányítására és a mechanikai hatásokkal szembeni ellenállásra. További változások zajlanak le a színanyagok esetében, amelyek érzékenyek mind a hőbomlásra, mind az oxidációs folyamatokra. Ezek hatására már 50-60 ^oC-on is jól látható elszíneződések mennek végbe. E hőmérséklet tartomány felett már a főtt íz és az üvegesedéssel (átlátszóvá válik) is számolni kell.

A fentiekkel ellentétben a hőmérséklet csökkentése (egy bizonyos határig) kedvezően befolyásolja a gyümölcs eltarthatóságát, mivel a biokémiai folyamatok (sejtlégzés, anyagcsere, öregedési folyamatok) sebessége exponenciálisan csökken a hőmérséklet csökkentésével. Alacsonyabb hőmérsékleten jelentős mértékben csökken a mikroorganizmusok (penészek, baktériumok stb.) tevékenysége, szaporodása is.

A szedés után a gyümölcs lehűthető, amíg a sejtközötti térből a víz nem fagy ki. Mivel az intercelluláris tér kevesebb oldott anyagot tartalmaz, mint a sejtek, ez a régió fagy meg először (0-2 ^oC között). Ha tovább csökkentjük a hőmérsékletet a sejtközötti térben kristályok jelennek meg, nő a sejtközötti tér térfogata, de ugyanakkor a sejtfal rugalmassága csökken, a kristályok a membránt is megsértik. Ennek hatására az intercelluláris térből a sejtek áramlanak az ionok, nő a sejt ionkoncentrációja, míg a sejtközötti állomány hígul, így a fagyáspontja egyre magasabb lesz, egyre jobban fagy, egyre nagyobb mechanikai sérülést okoz. A fenti jelenség elkerülése érdekében az almák csak 1-2 ^oC-ig hűtik le, alacsonyabb hőmérséklet esetén sérülések léphetnek fel, valamint gazdasági és műszaki okok miatt (a szabályozó körök tehetetlensége folytán nem lehet túl szűk hőmérséklet intervallumot tartani) nem célszerű alacsonyabb hőmérsékletre hűteni a gyümölcsöket.

A lassú fagyással ellentétben gyorsfagyasztás esetén mikrokristályok képződnek, amelyek nem okoznak mechanikai sérüléseket, ezért az élelmiszerek hűtőipari feldolgozása esetén mindig gyorsfagyasztást alkalmaznak a megfelelő konzisztencia megőrzése érdekében.

3.3.2. A páratartalom hatása

A tárolás során célszerű minél magasabb (?90%) relatív páratartalmat biztosítani. Abban az esetben ugyanis, ha a relatív páratartalom kisebb, mint az alma vízaktivitása, akkor víz távozik az almából, hogy a külső tér elérje az egyensúlyi telítettséget. Ennek következtében

csökken a gyümölcs tömege, apadási veszteség lép fel
a sejtek összeesnek, a turgornyomás csökkenése miatt a gyümölcshús veszít keménységéből, ropogósságából, ugyanakkor a határolófelületek (sejtfal, sejtmembrán) ellenállósága is csökken, átjárhatóbbá válnak
a vízveszteség miatt a gyümölcs héja ráncosodik
a sejtekben kialakuló vízhiány miatt fiziológiai betegségek lépnek fel

3.3.3. A tárolótér légösszetételének hatása

A szüret után a sejtek működése továbbfolyik, az anyagcsere termékek (CO₂, vízgőz, illó savak, aromakomponensek stb.) kijutnak a légtérbe, ezáltal a zárt légtér összetétele megváltozik, ez a változás pedig visszahat a metabolizmusra.

3.3.3.1. A CO₂ koncentráció növelésének hatása

Mivel a légzés során CO₂ képződik, ha a légtérben magas a CO₂ parciális nyomása (koncentrációja), az egyensúlyi folyamat eltolódik, vagyis csökken a légzés intenzitása. A légzési folyamat lassulása mellett más metabolikus folyamatokra (pl. színanyagképzés) is gátlóan hat. A magas CO₂-szint a légzésre gyakorolt gátló hatását már az ókori Kínában felfedezték. A gyümölcsöket úgy szállították, hogy intenzív légzésű friss növényekkel, füvekkel zárták egy hordóba, ennek következtében növekedett a légtér CO₂-koncentrációja, amely visszaszorította a tárolandó gyümölcs légzési folyamatát.

3.3.3.2. Az O₂ koncentráció csökkentésének hatása

Az oxigénszint csökkenése a CO₂ koncentráció növeléséhez hasonló módon befolyásolja a légzési folyamatok egyensúlyát: csökkenti a légzés intenzitását. Azonban az oxigénkoncentráció csökkentése nem választható el a CO₂ koncentráció emelésétől. A normál légtérhez (»20% O₂) képest az oxigénszint felére csökkentésével mintegy 10 %-os légzésintenzitás csökkenés érhető el. A túl alacsony oxigénkoncentráció már káros, lassulnak a metabolikus folyamatok, a terminális oxidáció megáll, ezáltal anaerób folyamatok indulnak meg: alkoholos vagy tejsavas erjedés. Ez kellemetlen ízhatás fellépését eredményezi, valamint a sejtszerkezet is sérül, mivel az alkohol oldja a membránt, a pH-változás miatt pedig a fehérjék denaturálódnak. Vagyis az oxigénszintet nem lehet minden határon túl csökkenteni. A kritikus oxigénkoncentráció nagysága hőmérsékletfüggő: magasabb hőmérsékleten nagyobb a sejtek oxigénigénye, mivel nő a membránok fluiditása, ezáltal sérülékenyebbek, vagyis a nagyobb energiaveszteség pótlására a metabolikus folyamatok intenzívebbé válnak. Az almatárolásnál szokásos 2-3 ^oC-os hőmérsékleten a kritikus O₂-koncentráció 1%.

3.3.3.3. Egyéb gázok hatása

A tárolás során folyamatosan keletkező etilén is káros hatású, mivel fokozza a légzésintenzitást, ezáltal növeli a tárolási veszteségeket, ezért célszerű a légtérből eltávolítani. Az eltávolításra több eljárást is kidolgoztak, pl. ózonos oxidáció; g- vagy UV-sugárzással való megsemmisítés, elégetés, kálium-permanganátos oxidáció. Azonban mindegyik eljárás rendkívül költségigényes beruházásokat kíván.

3.3.4. Almatárolásra használt technológiák

A különböző tárolási technológiák a tároló tér környezeti paramétereinek szabályozásával igyekeznek az alma minőségét károsan befolyásoló folyamatokat csökkenteni ill. meggátolni. A környezeti tényezők közül a hőmérsékletet, a relatív páratartalmat és a tároló légterének összetételét változtatják. Mindegyik technológiára jellemző az alacsony tárolási hőmérséklet és a magas relatív páratartalom.

A legrégibb tárolási technológia a hűtőtárolás (cool storage, Kühllagerung), amelynek során a hőmérséklet csökkentésével érik el az öregedési folyamatok csökkentését. A hűtőházakban a gyümölcsöket 2-5 ^oC-on minimum 90 %-os relatív páratartalomban tárolják. Ez a módszer 3-5 hónapig alkalmas a megfelelő minőség biztosítására.

A módosított légterű tárolást (modified atmosphere storage) rövidebb idejű tárolás esetén használják, főleg a szállításnál és a kiskereskedelemben terjedt el. Egy kis légterű, zárt tárolóba behelyezik a gyümölcsöket, a légtér a légzés során változik meg, ún. önbeálló légtér. Ellenőrzési lehetőség nincsen, ezért hosszú ideig nem tárolható a gyümölcs. Alkalmazzák például úgy, hogy az egész raklapot befóliázzák, és így szállítják a gyümölcsöket. Egyes gyümölcsökre azonban a módosított atmoszférájú tárolás hatástalan.

A korszerű szabályozott légterű vagy CA-tárolás (controlled atmoshere storage, Lagerung mit kontrollierte Atmosphere) során a hűtőtárolás előnyei mellett azt használják ki, hogy zárt térben a légzés intenzitása csökken, ha az O₂ koncentráció csökken és a CO₂ koncentráció növekszik. Betároláskor 14-15 % O₂ és 3.5-4 % CO₂ összetételű légteret állítanak be, a hőmérséklet 2 ^oC, a relatív páratartalom ?90 %. Ilyen körülmények között az alma 5-7 hónapig megőrzi jó minőségét.

A szabályozott légterű tárolás lehet egyoldali ill. kétoldali. Az un. egyoldali CA-tárolás során csak a CO₂ szintjét változtatják mesterségesen, az oxigén szintje folyamatosan éri el azt a szintet, amely a gyümölcs légzése során magától beáll (kb. 14-15 %). Ezzel szemben a kétoldali CA-tárolásnál mind az oxigén, mind a széndioxid szintjét mesterségesen állítják be a folyamatosan szabályozzák.

A legmodernebb tárolókban, az alacsony O₂-szintű vagy ULO-tárolókban (ultra low oxygene storage) az oxigén koncentrációját »1 %-ra csökkentik. Ez a tárolási mód a szabályozott légterű tárolás speciális fajtájának fogható fel. 1 %-nál alacsonyabb O₂-szint nem valósítható meg az anaerób folyamatok felerősődése miatt. Ezzel az eljárással 8-10 hónapig is megőrízhető a gyümölcs minősége. A technológia egyik továbbfejlesztett változatában etiléneltávolítást alkalmaznak. Az ULO és az etiléneltávolítást alkalmazó technológiák gyors elterjedésének határt szabnak a magas beruházási és fenntartási költségek.

4. Tartósítási eljárások

Az élelmiszerek romlékonyak és nagyobb részük — elsősorban a növényi eredetű termékek — idényjellegűek, ezért megóvásuk és folyamatos fogyasztásuk lehetővé tétele érdekében biztosítani kell eltarthatóságukat. Mindazokat a gyakorlati módszereket, amelyekkel élelmiszereinket megóvjuk a romlástól tartósító eljárásoknak nevezzük. A tartósítás alapvető követelménye, hogy az élelmiszerek fontosabb tulajdonságai ne változzanak meg, biológiai értékük ne csökkenjen, a termékek élvezeti értékükből ne veszítsenek. A tartósító hatás jellege szerint az alábbi módszereket különböztetjük meg:

fizikai
fizikai-kémiai
kémiai és
biológiai eljárások

4.1. Tartósítás fizikai módszerekkel

A fizikai tartósító eljárásokkal az élelmiszerekbe idegen anyagok nem kerülnek, a mikroorganizmusok élettevékenységét fizikai hatásokkal akadályozzuk meg. A fizikai tartósítási eljárások a következők:

hőkezelés
hőelvonás
víztartalom csökkentése és
egyéb eljárások

A mikroorganizmusok elpusztítására a leggyakrabban alkalmazott, legbiztosabb és legolcsóbb módszere a hőkezelésenalapuló tartósítási eljárás. Magasabb hőmérsékleten a mikroorganizmusok vegetatív sejtjei, majd spórái is elusztulnak. A pasztőrözéselsősorban folyékony élelmiszerek ( tej, bor sör, gyümölcslevek ) valamint befőttek, savanyúságok, dzsemek kíméletes hőkezelése. A víz forráspontjánál alacsonyabb — általában 62 - 95 ^oC közötti 15 -30 percig tartó — hevítéssel a mikroflóra túlnyomó többsége elpusztul, csupán az ellenállóbb hőtűrő fajok és a spórák maradnak életben. A pasztőrözés sajátos módja az ultrapasztőrözés, amely gyakorlatilag teljes csíramentességet biztosít. A sterilezés ( sterilizálás ) általában 120 ^oC körüli, vízgőzzel telített zárt térben túlnyomáson végzett tartós hőkezelés. Mivel ezáltal a spórák is elpusztulnak, tökéletes csíramentesség érhető el. A terméket sterilezés előtt üvegbe vagy fémdobozba helyezik, és légmentesen lezárják, így az élelmiszer a csomagolás felnyitásáig elméletileg eltartható. A sterilezés hátránya viszont, hogy a magas hőmérséklet hatására az élelmiszerek tápértéke, valamint élvezeti értéke erősen csökken. A sterilezést elsősorban pH 4.5 érték feletti hús- és főzelékkonzervek valamint borsó, kukorica, húsos termékek tartósítására alkalmazzák.

A hőelvonás széles körben alkalmazott, hatékony tartósítási eljárás, amellyel jelentősen csökkenthető a mikroorganizmusok romlást okozó tevékenysége anélkül, hogy az élelmiszer összetételében, biológiai és élvezeti értékében lényeges változás következne be. Alacsony hőmérsékleten csökken a mikroorganizmusok enzimtevékenysége, életfolyamataik lelassulnak. A hőelvonásnak vagy más néven hidegkezelésnek legelterjedtebb módja a hűtés vagy hűtőtárolás, fagyasztás, fagyasztva tárolás, és a gyorsfagyasztás.

A vízelvonáson alapuló tartósító módszereknek a lényege, hogy az élelmiszerek szabad víztartalmát, amely a mikroorganizmusok számára szinte nélkülözhetetlen, csökkentik vagy eltávolítják. A víz eltávolítása nem változtatja meg az élelmiszerek kolloid szerkezetét, ezért víz hozzáadásával az élelmiszerek az eredeti állapotot megközelítő szerkezetűvé alakíthatók vissza. A besűrítés részleges vízelvonást eredményez, ekkor az élelmiszer szabad víztartalmából a kívánt mennyiséget nyílt (légköri nyomáson) vagy zárt (légritkított térben) rendszerben forralással távolítják el. A nyílt rendszerben történő besűrítés gazdaságtalan, gyakori az élelmiszer színének, ízének és tápanyagainak változása, ezért leginkább a háztartásban fordul már csak elő. A zárt rendszerben végzett un. vákuumbesűrítésnél a forrás alacsonyabb hőmérsékleten következik be, ezért az értékes anyagok alig károsodnak. Sűrítéssel gyümölcsöket és egyes zöldségféléket, tejet tartósítanak. Mivel ez önmagában nem biztosít megfelelő tartósságot, ezért csak más tartósító eljárással (pl. sózással, cukrozással, pasztőrözéssel) együtt alkalmazható. A szárítás ( dehidrálás ) során az élelmiszer víztartalmát reverzibilisen, a kívánt mértékig távolítják el. Zöldségféléknél és gyümölcsöknél gyakori eljárás, hátránya azonban, hogy a termék biológiai és élvezeti értéke jelentős mértékben csökken. A liofilizálás (fagyasztva szárítás) során a gyorsfagyasztott élelmiszer jégkristályait elpárologtatják. Így az élelmiszer belső szerkezete érintetlen marad, kémiai összetétele sem változik meg számottevő mértékben. A liofilizálással készült termékeknek kiváló az oldódási és duzzadási képessége, így eredeti állapotuk könnyen visszaállítható.

Az egyéb eljárásokhoz tartozik a csírátlanító szűrés és centrifugálás, a sugárzások alkalmazása, valamint a gáztérben való tárolás. A csírátlanító szűrés alkalmazásakor a folyékony élelmiszert olyan mikropórozus azbeszt- vagy porcelánszűrőn sajtolják át, amely csak a tiszta folyadékot engedi tovább, a mikroorganizmusokat visszatartja. Gyümölcslevek, bor, sör tartósítására alkalmazható módszer. A centrifugálással a szennyeződéseket és a mikroszervezeteket sűrűségük alapján különítik el a felmelegített folyékony élelmiszertől. A sugárzások alkalmazása során az élelmiszerek mikroflóráját ultraibolya sugarakkal, radioaktív sugarakkal pusztítják el. Tej- és hústermékek, továbbá zöldségek, gyümölcsök tartósítására, illetve csírázásának megakadályozására alkalmazható. A gáztérben való tárolás során az élelmiszerek nitrogénnel, illetve szén-dioxiddal dúsított gáztérben helyezik el, mely gátolja a mikroorganizmusok élettevékenységét és lassítja az élelmiszerben lejátszódó lebontó folyamatokat.

4.2. Tartósítás fizikai-kémiai módszerekkel

A fizikai-kémiai eljárások során az élelmiszerekhez különböző vegyületeket adnak, amelyek a tartósított termék összetételében jelentős változásokat eredményeznek. Ezek az anyagok a konzerváló, tartósító hatáson túlmenően jelentős szerepet játszanak az élelmiszerek ízének kialakításában is. A fizikai-kémiai tartósító módszerek részben a szabad víztartalom eltávolításával, részben pedig a közben lejátszódó kémiai változások segítségével teszik hosszabb ideig eltarthatóvá az termékeket. A legfontosabb fizikai-kémiai eljárások a következők:

sózás
pácolás
füstölés
cukrozás

A sózás évezredek óta ismert eljárás. A konyhasó tartósító hatása többirányú: egyrészt az élelmiszerek szabad víztartalmának megkötésével lényeges életfeltételétől fosztja meg a mikroorganizmusokat, másrészt az ozmózis nyomás növelésével súlyosan károsítja a mikroszervezetek sejtjeit. Száraz sózáskor az élelmiszer felületét sóval bedörzsölik, illetve az élelmiszert sóval rétegzik, nedves sózáskor viszont az élelmiszert 10 - 20 %-os konyhasó oldatba tartják mindaddig, amíg a só egyenletesen át nem járja a terméket. A sózást húsok, szalonnák, zöldségfélék és sajtok tartósítására használják.

A pácolás a húsok tartósításának elterjedt módszere. Pácoláskor sókeveréket, úgynevezett pác-sót használnak fel, ami a konyhasó mellett Na- vagy K-nitrátot vagy nitritet tartalmaz. A nitrát-sók a húsban nitritté alakulnak, amelyek a vér és izom festékanyagaival a hemoglobinnal és a mioglobinnal új, stabil, élénkrózsaszínű vegyületeket képeznek. Ezért a pác-sóval tartósított hús a feldolgozás és tárolás során is megőrzi a színét.

A füstölés húsok, húskészítmények, szalonna- és kolbászfélék, valamint sajtok tartósítására használt eljárás. Általában a már besózott és pácolt terméket keményfa füstje felett rövidebb-hosszabb ideig szárítják. A termék felülete szárad, ugyanakkor a füstben lévő vegyületek (fenolok, krezolok, formaldehid, hangyasav, ecetsav, aceton) elpusztítják a mikroorganizmusokat. A füst a húsáruk íz- és színkialakításában is részt vesz.

A cukrozás hatása hasonló a konyhasó tartósító hatásához. Az élelmiszerekben oldott cukor mennyiségének növekedésével növekszik az ozmózis nyomás a sejtekben, mely elpusztítja a mikroorganizmusokat. Másrészt a cukrozás elvonja a mikroorganizmusok szaporodásához szükséges vizet. A cukrozás tartósító hatása csak 50 %-os töménység felett érvényesül. Ezt az eljárást befőttek, gyümölcsízek és gyümölcslevek tartósítására használják, rendszerint más tartósító eljárásokkal (pl. hőkezeléssel, besűrítéssel) kombinálva.

4.3. Tartósítás kémiai módszerekkel

A kémiai tartósítás során az élelmiszerekhez adagolt, engedélyezett vegyi anyagok segítségével gátolják a mikroorganizmusok szaporodását. A tartósítószerek használatának előnye, hogy már kis mennyiségben is hatásosak, felhasználásukat azonban szigorú rendelkezések szabályozzák. A tartósítószerek vagy mikrocid anyagok, amelyek közvetlenül elpusztítják a mikroflórát, vagy citosztatikus (bakteriosztatikus, fungisztatikus) anyagok, melyek meggátolják a mikrobák szaporodását és így közvetve elpusztítják azokat. Kezdetben azt remélték, hogy ilyenmódon a friss élelmiszerek minden értékes anyaga és kedvező tulajdonsága megőrízhető. Ezt mai ismereteink már cáfolják.

4.4. Tartósítás biológiai módszerekkel

A biológiai tartósító eljárások alkalmazásakor élő szervezetek, a mikroorganizmusok által termelt anyagok tudatos felhasználásával akadályozható meg élelmiszereink romlása. A tejsavbaktériumok anaerob tejsavas erjedést indítanak meg, a keletkezett tejsav védelmet biztosít a káros mikroorganizmusok ellen. Ez a folyamat a természetes savanyítás, mely során az egyik mikroba által termelt anyag gátolja a másik, romlást okozó mikroszervezet elszaporodását. A tejsavas erjedés a tartósító hatás mellett kellemes ízűvé is teszi az élelmiszert. Tejsavas erjedéssel állítják elő pl. a savanyú káposztát, és a kovászos uborkát, a tejtermékek előállítása során is számos esetben keletkezik tejsav.

4.5. Kombinált tartósítási módszer

Mesterséges savanyítás során sós-ecetsavas, tejsavas felöntőlével savanyítunk, lényeges különbség a természetes savanyításhoz képest, hogy az élelmiszer természetes cukortartalma nem alakul át savvá. A mesterséges savanyítás rendszerint hőkezeléssel kiegészítve ad megfelelő tartósságot pl. az ecetes uborka, ecetes paprika tartósítása esetén.

Vissza a tartalomjegyzékhez Vissza az élelmiszer-ipari, élelmiszer-technológiai írásokhoz
Következő fejezet