7.3 Τεχνολογίες μεταποίησης

Με τις τεχνολογίες μεταποίησης επιχειρείται το τρόφιμο να μεταποιηθεί σε πιο αποδεκτές και εύχρηστες μορφές από τον καταναλωτή ή να παραχθούν

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7

από προϊόντα της πρωτογενούς παραγωγής πρώτες ύλες για τη δευτερογενή μεταποίηση (π.χ. άλεση σιτηρών). Οι τεχνολογίες μεταποίησης είναι πάρα πολλές, επομένως θα αναφερθούμε στις κυριότερες από αυτές.

7.3.1 Ζυμώσεις

Η έννοια των μικροβίων έχει συνδεθεί στους περισσότερους ανθρώπους με την έννοια της ασθένειας. Εντούτοις οι μικροοργανισμοί έχουν χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο από πολλές χιλιάδες χρόνια και σήμερα η χρήση τους έχει πάρει τεράστιες διαστάσεις. Για παράδειγμα τα αντιβιοτικά παράγονται με τη χρήση μικροοργανισμών. Επίσης χρησιμοποιούνται για την παραγωγή διάφορων ουσιών, μεθανόλης, οργανικών οξέων και ενζύμων που βρίσκουν ευρεία εφαρμογή σε πολλούς τομείς.

Ο άνθρωπος χωρίς να το γνωρίζει χρησιμοποίησε τους μικροοργανισμούς για την επεξεργασία και συντήρηση της τροφής του, π.χ. παρασκευή κρασιού, ψωμιού, τυριού. Ο όρος ζύμωση πρωτοχρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει το φαινόμενο του βρασμού που παρατηρείται κατά την παρασκευή του κρασιού. Μετά την ανακάλυψη του Pasteur, πριν εκατό περίπου χρόνια, ότι η ζύμωση του κρασιού οφειλόταν στην ανάπτυξη μικροσκοπικών μορφών ζωής, ο όρος συνδέθηκε με τη μικροβιακή δράση. Σαν ζύμωση μπορεί να περιγραφεί το φαινόμενο της χρήσης μικροοργανισμών για την παρασκευή κάποιων χρήσιμων ουσιών. Η ζύμωση δεν είναι απαραίτητο να συνοδεύεται από το φαινόμενο βρασμού, που οφείλεται στην έκλυση CO2, γιατί σε πολλές ζυμώσεις δεν παρατηρείται έκλυση αερίου. Στην περίπτωση των ζυμώσεων στα τρόφιμα παράγονται ουσίες οι οποίες παρεμποδίζουν την ανάπτυξη των μικροοργανισμών και έτσι συμβάλλουν στη συντήρηση τους.

Οι κυριότερες ζυμώσεις που έχουν σχέση με τα τρόφιμα είναι οι παρακάτω:

1. Αλκοολική ζύμωση

Οι ζύμες έχουν τη μεγαλύτερη ικανότητα μετατροπής των σακχάρων σε αλκοόλη και αλδεϋδες και ιδιαίτερα οι ζύμες του γένους Sacharomyces. Η μετατροπή σακχάρων σε αλκοόλη ακολουθεί μια σειρά ενζυμικών αντιδράσεων. Συνοπτικά η όλη διαδικασία δίνεται από την παρακάτω εξίσωση:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ

Η παρουσία αέρα δεν είναι απαραίτητη κατά την αλκοολική ζύμωση. Ιδιαίτερα στα τελευταία στάδια, παρουσία οξυγόνου μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη ανεπιθύμητων βακτηρίων.

Οι κυριότερες εφαρμογές της αλκοολικής ζύμωσης είναι:

α. Παραγωγή κρασιού: Σαν υπόστρωμα της αλκοολικής ζύμωσης χρησιμοποιείται ο χυμός σταφυλιού. Η πλήρης ζύμωση των σακχάρων οδηγεί στην παραγωγή ξηρών κρασιών, ενώ αντίθετα η μη πλήρης ζύμωση σε γλυκά κρασιά (Εικ 7-5).

β. Μπίρας: Το υπόστρωμα στην περίπτωση αυτή είναι ένα διάλυμα σακχάρων τα οποία προέρχονται από υδρόλυση του αμύλου του κριθαριού και άλλων δημητριακών. Η υδρόλυση γίνεται με ένζυμα που παραλαμβάνονται από το φύτρο του κριθαριού (βύνη).

γ. Αλκοολούχων ποτών: Η διαδικασία είναι παραπλήσια της παραγωγής, αλλά ακολουθεί η απόσταξη της αλκοόλης. Για κάθε προϊόν χρησιμοποιούνται διαφορετικές πηγές αμύλου.

Εικόνα 7-5
Κρασί

2. Οξεϊκή ζύμωση

Ο σχηματισμός του οξεϊκού οξέως είναι αποτέλεσμα της οξείδωσης της αλκοόλης από τα οξειδωτικά βακτήρια παρουσία οξυγόνου. Τα οξεϊκά βακτήρια σε αντίθεση από τις ζύμες της αλκοολικής ζύμωσης απαιτούν έντονη παροχή οξυγόνου για ανάπτυξη και δράση. Η οξεϊκή ζύμωση δίνεται συνοπτικά με την παρακάτω εξίσωση:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7

3. Γαλακτική ζύμωση

Κατά τη γαλακτική ζύμωση σχηματίζεται γαλακτικό οξύ από τη ζύμωση των σακχάρων. Οι μικροοργανισμοί που υπεισέρχονται στη γαλακτική ζύμωση είναι τα βακτήρια της ομάδας των γαλακτοβακίλλων (Lactobacillus, Leuconostoc). Τα βακτήρια αυτά έχουν πολύ μικρές απαιτήσεις σε οξυγόνο. Οι κύριες μέθοδοι ελέγχου της ζύμωσης είναι η εξασφάλιση μικρής τάσης οξυγόνου, η προσθήκη αλατιού και σε ορισμένες περιπτώσεις η θερμοκρασία.

Οι κύριες εφαρμογές της γαλακτικής ζύμωσης είναι:

α. Παραγωγή τουρσιών: Για την παραγωγή τουρσιών χρησιμοποιούνται λαχανικά τα οποία εμβαπτίζονται σε διάλυμα άλμης. Η παρουσία του αλατιού παρεμποδίζει την ανάπτυξη ανεπιθύμητων μικροοργανισμών, δίνοντας τη δυνατότητα στα γαλακτικά βακτήρια να αναπτυχθούν. Τα γαλακτικά βακτήρια ζυμώνουν τα σάκχαρα που διαχέονται από τους φυτικούς ιστούς στην άλμη παράγοντας κυρίως γαλακτικό οξύ. Η παραγωγή του γαλακτικού οξέως και η διαπίδυση του αλατιού από την άλμη στο προϊόν δίνουν τη χαρακτηριστική γεύση, το άρωμα και την υφή στο προϊόν. Με την παραγωγή του γαλακτικού οξέως το pH του προϊόντος πέφτει σημαντικά εξασφαλίζοντας με αυτόν τον τρόπο τη συντήρηση του προϊόντος.

β. Βρώσιμες ελιές: Η γαλακτική ζύμωση χρησιμοποιείται και για την παραγωγή των βρώσιμων ελιών. Οι ελιές μετά την αποπίκρανση τοποθετούνται σε δεξαμενές με άλμη, όπου οι γαλακτοβάκιλλοι ζυμώνουν τα σάκχαρα που διαχέονται από τις ελιές στην άλμη.

γ. Γαλακτοκομικά προϊόντα: Η παρασκευή γιαούρτης αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα γαλακτικής ζύμωσης. Ο έλεγχος της ζύμωσης σε αυτήν την περίπτωση γίνεται από το υπόστρωμα (λακτόζη) και τη θερμοκρασία. Η θερμοκρασία ζύμωσης είναι υψηλή, δίνοντας τη δυνατότητα να αναπτυχθούν θερμόφιλα γαλακτικά βακτήρια τα οποία βοηθούν στην παραγωγή της γνωστής υφής της γιαούρτης (Εικ. 7-6).

δ. Ωρίμανση των τυριών: Βακτήρια και μύκητες χρησιμοποιούνται στην ωρίμανση των τυριών. Ανάλογα με τον τύπο χρησιμοποιούνται διαφορετικά είδη μικροοργανισμών

ε. Ζυμώσεις σε προϊόντα κρέατος: Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούνται επίσης για τη δημιουργία οργανοληπτικών χαρακτηριστικών σε σαλάμια, ζαμπόν και άλλα κρεατοσκευάσματα.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ

Εικόνα 7-6
Γαλακτοκομικά προϊόντα

Μετά τη θέρμανση, το προϊόν μπορεί να ακολουθήσει δύο τρόπους επεξεργασίας:

7.3.2 Σπάσιμο (άλεση) – διαχωρισμοί

Οι τεχνολογίες αυτές με μικρές ή μεγαλύτερες διαφοροποιήσεις βρίσκουν εφαρμογές σε πολλούς τομείς μεταποίησης των αγροτικών προϊόντων.

Η παραγωγή αλεύρων και σιμιγδαλιών από τα σιτηρά βασίζεται σε τεχνικές σπασίματος του καρπού και διαχωρισμού του αλεύρου.

Η παραγωγή του ελαιολάδου στηρίζεται σε διαδικασίες άλεσης του καρπού μάλαξης της ελαιομάζας και διαχωρισμού του λαδιού – ελαιόζουμων και στερεάς μάζας με εφαρμογή πίεσης (παλαιά τεχνολογία) ή φυγοκεντρικούς διαχωριστήρες (νέα τεχνολογία). Το ελαιόλαδο είναι το μόνο φυτικό, έλαιο του οποίου η εξαγωγή από την πρώτη ύλη βασίζεται σε φυσικές μεθόδους και δεν χρησιμοποιούνται χημικοί διαλύτες, πλην του νερού.

Η χυμοποίηση των περισσότερων φρούτων στηρίζεται σε διαδικασίες άλεσης και διαχωρισμού του χυμού ή της πούλπας με τεχνολογίες πίεσης ή φυκοκέντρισης. Στα εσπεριδοειδή μπορεί να γίνει και με εκχύμωση (στύψιμο) του καρπού.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7

Εκχύλιση

Η εκχύλιση βασίζεται στη χρήση διάφορων διαλυτών όπως νερού ή άλλων οργανικών διαλυτών, οι οποίοι διαλύουν και απομακρύνουν από τα προϊόντα κάποια επιθυμητά συστατικά.

Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται στη βιομηχανία ζάχαρης. Τα τεύτλα τεμαχίζονται σε μικρά κομμάτια και η σακχαρόζη εκχυλίζεται με χρήση ζεστού νερού ως διαλύτη.

Η παραγωγή φυτικών ελαίων από ελαιούχους σπόρους γίνεται με εκχύλιση με τη χρήση οργανικών διαλυτών. Το λάδι διαλύεται στους οργανικούς διαλύτες και απομακρύνεται από τους αλεσμένους σπόρους, ενώ ο διαλύτης απομακρύνεται με εξάτμιση. Τα τελευταία χρόνια αντί άλλων οργανικών διαλυτών αναπτύσσεται η τεχνολογία της χρήσης του CO₂ υπό πίεση, έτσι ώστε να είναι σε υγρή μορφή. Η τεχνολογία αυτή όμως απαιτεί πολύ μεγάλες επενδύσεις σε εξοπλισμό.

Ποιότητα τροφίμων - σύγχρονες τάσεις

Η έννοια της ποιότητας μπορεί να καταγραφεί με διαφορετικούς τρόπους.

Από πλευράς του καταναλωτή ως ποιότητα ορίζεται το σύνολο των ποιοτικών χαρακτηριστικών που καθορίζουν το βαθμό αποδοχής τους από αυτόν.

Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των τροφίμων είναι:

1. ποσοτικά (αναλογία συστατικών),
2. οργανοληπτικά,

- εμφάνιση, χρώμα, σχήμα,

- γεύση, οσμή και

- υφή,

3. θρεπτική αξία,
4. υγιεινή κατάσταση,
5. διατηρησιμότητα και

στ. λειτουργικές ιδιότητες

Ο καταναλωτής αποδίδει ιδιαίτερη βαρύτητα στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, όπως το χρώμα, τη γεύση και την οσμή. Επίσης στις τελευταίες δεκαετίες άρχισε να δίδεται σημασία στην υγιεινή κατάσταση και τη διατηρησιμότητα. Επίσης από την προηγούμενη δεκαετία ο καταναλωτής άρχισε να ενδιαφέρεται και για τη θρεπτική αξία του τροφίμου (Εικ. 7-7).

Η βασική λειτουργία της τροφής είναι να διατηρήσει τη ζωή και την υγεία του ανθρώπου. Τρόφιμο είναι οποιοδήποτε σώμα το οποίο όταν καταναλωθεί και απορροφηθεί, δια μέσου του πεπτικού συστήματος, από

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ

τον οργανισμό, παράγει ενέργεια, προωθεί την ανάπτυξη και την ανανέωση των ιστών και ρυθμίζει όλες αυτές τις διεργασίες. Τα χημικά συστατικά των τροφίμων που έχουν αυτές τις λειτουργίες ονομάζονται θρεπτικά στοιχεία. Υπάρχουν έξη κυρίες ομάδες θρεπτικών στοιχείων: υδατάνθρακες, λίπη, πρωτεΐνες, νερό, μεταλλικά στοιχεία και βιταμίνες.

Εικόνα 7-7
Η εμφάνιση και ιδιαίτερα το χρώμα αποτελούν βασικό κριτήριο της επιλογής
του τροφίμου από τον καταναλωτή.

Σήμερα αποδίδεται μεγάλη σημασία στη διατροφή και την υγεία του ανθρώπου και η έρευνα σε αυτούς τους τομείς αποδεικνύει ότι και άλλες ομάδες συστατικών των τροφίμων, στα οποία μέχρι σήμερα δεν δινόταν ιδιαίτερη

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7

σημασία, συμβάλλουν σημαντικά στην προφύλαξη από γνωστές παθήσεις. Για παράδειγμα οι αντιοξειδωτικές ουσίες, όπως φαινόλες, καροτίνια κ.λπ. βρέθηκε ότι βοηθούν στην αποφυγή καρδιαγγειακών παθήσεων και καρκινογενέσεων, ενώ το λυκοπένιο της τομάτας συμβάλλει στην αποφυγή του καρκίνου του προστάτη. Πολλές ερευνητικές προσπάθειες σήμερα συνδέονται με τη σύσταση του τροφίμου και την υγεία του καταναλωτή. Υπό το φως αυτών των δεδομένων η τεχνολογία τροφίμων και κατ' επέκταση η βιομηχανία τροφίμων θα πρέπει σταδιακά να αναπροσαρμόζουν τους στόχους τους, έτσι ώστε συστατικά για την τύχη των οποίων δεν ενδιαφέρονταν παλαιότερα να εξασφαλίζεται η διατήρησή τους.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7