Σύγχρονοι και βιομηχανικοί τρόποι συντήρησης των τροφίμων

Ο σύγχρονος τρόπος ζωής και η ανάγκη για εξασφάλιση και διατήρηση της τροφής για μεγάλο χρονικό διάστημα δημιούργησαν ένα σημαντικό αριθμό τεχνολογιών συντήρησης που βασίστηκαν είτε στις εμπειρικές μεθόδους των προγόνων μας, είτε στη σύγχρονη ανάπτυξη της επιστήμης. Συνήθως, στη βιομηχανία τροφίμων δεν χρησιμοποιείται μόνο μία μέθοδος συντήρησης αλλά συνδυασμός αυτών, ώστε τα τρόφιμα να διατηρούνται καλύτερα, χωρίς να υποβαθμίζεται η ποιότητά τους.

Ψύξη και κατάψυξη

Η χρήση της ψύξης έχει αποδειχθεί ένας από τους καλύτερους τρόπους συντήρησης σε θερμοκρασίες από -1 οC έως +8 οC επιβραδύνοντας σημαντικά την βακτηριακή δράση μέχρι και 2 εβδομάδες. Στην αρχαιότητα, αντί μηχανικών ψυκτικών μέσων, χρησιμοποιούνταν κρύες περιοχές, δροσερές σπηλιές και υπόγεια σπιτιών. Στις αρχές του 19ου αιώνα, ξεκίνησε η πώληση χιονιού ή φυσικού πάγου ενώ το τεχνητό ψύχος άρχισε να χρησιμοποιείται το 1834 όταν ο Jacob Perkins κατασκεύασε την πρώτη ψυκτική μηχανή. Σήμερα, η κατάψυξη είναι η πιο διαδεδομένη μέθοδος συντήρησης τροφίμων για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα κατεψυγμένα τρόφιμα διατηρούνται σε θερμοκρασίες χαμηλότερες  από το σημείο πήξης τους και έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από τα διατηρημένα στην ψύξη.

Κονσερβοποίηση

Η τεχνική της κονσερβοποίησης δημιουργήθηκε από ένα Γάλλο χημικό το 1795 και πρωτοχρησιμοποιήθηκε για τη διατήρηση των τροφίμων του στρατού του Ναπολέοντα. Είναι πλέον μια από τις δημοφιλέστερες και μάλλον η πιο ασφαλής μέθοδος συντήρησης φρούτων, λαχανικών και προϊόντων κρέατος. Η χρήση της θερμότητας, όπως και στο μαγείρεμα έτσι και στην κονσερβοποίηση, καταστρέφει όλους τους μικροοργανισμούς που αλλοιώνουν την τροφή ή μπορούν να προκαλέσουν τροφικές διαταραχές στον οργανισμό. Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας (αποστείρωση) των κονσερβών γίνεται μέσα στην κονσέρβα καθώς η τροφή θερμαίνεται σε πολύ υψηλούς βαθμούς. Έτσι δεν χρησιμοποιούνται αλλά και ούτε χρειάζονται συντηρητικά. Επιπλέον, ο αεροστεγής τρόπος κλεισίματος της κονσέρβας εξασφαλίζει την απουσία αέρα μέσα στο δοχείο, γεγονός που σημαίνει ότι δεν υπάρχουν οι συνθήκες περιβάλλοντος για να αναπτυχθούν μικρόβια μέσα σε αυτήν, ή να αλλοιώσουν το προϊόν.

Ακτινοβολία

Η ακτινοβόληση των τροφίμων είναι μια νέα μέθοδος συντήρησης που γίνεται με τη βοήθεια ιονίζουσας ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας. Από τις διάφορες ιονίζουσες ακτινοβολίες, μόνο τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα (φως, ακτίνες-Χ, ακτίνες-γ, υπέρυθρη (Infra Red, IR) και υπεριώδης (Ultra Violet, UV) και τα ηλεκτρόνια φαίνεται ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις επεξεργασίες των τροφίμων. Οι ακτινοβολίες αυτές διασπούν (ραδιολύουν) το νερό και επιδρούν στην κυτταρική οργάνωση των μικροοργανισμών σκοτώνοντάς τους.

Συντήρηση με χρήση θερμότητας

Η χρήση θερμότητας είναι ίσως η πρώτη τεχνική της τεχνολογίας τροφίμων που εφάρμοσε ο άνθρωπος στη γη μέσω του μαγειρέματος. Σήμερα, η θερμότητα χρησιμοποιείται στο μαγείρεμα, στο ζεμάτισμα (blanching), στην παστερίωση και στην αποστείρωση.

H παστερίωση είναι μια σχετικά ήπια θερμική επεξεργασία στην οποία τα τρόφιμα θερμαίνονται σε θερμοκρασίες κάτω των 100 οC, επιφέροντας ελάχιστες αλλαγές στα οργανοληπτικά και διατροφικά χαρακτηριστικά τους, με μικρή όμως διατηρησιμότητα  σε αντίθεση με τα αποστειρωμένα τρόφιμα που μπορούν να διατηρηθούν για κάποιους μήνες. Η παστερίωση δεν χρησιμοποιείται ποτέ ως μοναδικό μέσο συντήρησης, γιατί δεν επαρκεί. Συνήθως συνδυάζεται με την ψύξη και βέβαια τη συσκευασία.

Στην αποστείρωση τα τρόφιμα θερμαίνονται σε υψηλή θερμοκρασία και για ικανοποιητικό χρονικό διάστημα ώστε να προκληθεί πλήρης αδρανοποίηση τόσο των μικροοργανισμών όσο και των ενζύμων με διατηρησιμότητα τουλάχιστον 6 μηνών σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Πολλές από τις κονσέρβες που παρασκευάζουμε στο σπίτι μας βασίζονται σε αυτήν τη μέθοδο της ξεχωριστής αποστείρωσης προϊόντος και περιέκτη. Η θερμοκρασία της αποστείρωσης μπορεί να φτάσει και τους 150οC. Ακολουθεί ψύξη του τροφίμου, γέμισμα των περιεκτών και κλείσιμο υπό συνθήκες ασηψίας.

Λυοφιλίωση

Πρόκειται για μια ειδική μορφή ξήρανσης που απομακρύνει όλη την υγρασία και φαίνεται να επηρεάζει λιγότερο τη γεύση της τροφής από την κανονική αφυδάτωση. Τα τρόφιμα καταψύχονται και τοποθετούνται σε ένα ισχυρό κενό. Το νερό εξαχνώνεται και μετατρέπεται κατευθείαν από πάγο σε ατμούς.

Επεξεργασία UHT 

Βασίζεται στην άμεση εφαρμογή υψηλής θερμοκρασίας έως και 150ο C για λίγα δευτερόλεπτα και στη συνέχεια στην ψύξη του τροφίμου. Χρησιμοποιείται κυρίως από τη βιομηχανία γάλακτος.

Συντήρηση σε περιβάλλον ελεγχόμενης ατμόσφαιρας

Χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία τροφίμων και την οινοποιία. Με αυτή τη μέθοδο, αντικαθίσταται το οξυγόνο εντός των κλειστών συσκευασιών, με διοξείδιο του άνθρακα ή άζωτο. Έτσι, δημιουργείται περιβάλλον ακατάλληλο για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Στις συσκευασίες αναγράφεται ως «συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα».

Συντήρηση σε κενό αέρος

Με αυτή τη μέθοδο αφαιρείται το οξυγόνο από τις συσκευασίες. Χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία τροφίμων σε πολλά προϊόντα.

Προσθήκη συντηρητικών 

Tα πρόσθετα των τροφίμων (food additives) μπορεί να είναι χρωστικές ενώσεις, αντιοξειδωτικά, γλυκαντικά, σταθεροποιητές, γαλακτωματοποιητές, παχυντικά μέσα και μέσα ζελατινοποίησης κ.άλ. Τα συντηρητικά αποτελούν μια υποκατηγορία των προσθέτων. Τα πρόσθετα μπορεί να είναι συνθετικές ενώσεις, ουσίες που προέρχονται από φυσικές πηγές ή συνθετικές ενώσεις που είναι ταυτόσημες με το φυσικό προϊόν. 

Υψηλή υδροστατική πίεση 

Τα πρώτα πειράματα της μεθόδου έγιναν στο Πανεπιστήμιο της West Virginia το 1899 σε γάλα, χυμό φρούτων, κρέας και φρούτα και τα πρώτα εμπορικής κλίμακας μηχανήματα εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1990 στην Ιαπωνία. Η μέθοδος αυτή έχει ακόμα και σήμερα λιγοστές εφαρμογές (κυρίως σε σαλάτες και μαρμελάδες).

Ταχεία κατάψυξη

Χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανίες υποβάλλοντας τα τρόφιμα σε κρυογονικές θερμοκρασίες, ή σε άμεση επαφή με υγρό άζωτο στους -196 ° C. Η ταχύτητα ψύξης επηρεάζει άμεσα τη διαδικασία δημιουργίας πυρήνων και κρυστάλλων πάγου που σχηματίζονται σε 35% λιγότερο χρόνο από ό,τι με τη συμβατική μέθοδο κατάψυξης.

Συμπύκνωση με εξάτμιση 

Τρόφιμα που έχουν συμπυκνωθεί είναι πιο εύχρηστα τόσο για τον τελικό καταναλωτή (π.χ. συμπυκνωμένοι χυμοί φρούτων) όσο και τη βιομηχανία τροφίμων (π.χ. υγρή πηκτίνη, συμπυκνωμένοι χυμοί για χρήση σε παγωτό ή προϊόντα αρτοποιίας). Η εξάτμιση είναι πιο ακριβή μέθοδος συμπύκνωσης αλλά επιτυγχάνει μεγαλύτερα ποσοστά συγκέντρωσης.

Επεξεργασία με ψυχρό πλάσμα

Είναι μία νέα μη θερμική τεχνολογία επεξεργασίας τροφίμων που χρησιμοποιεί  αντιδραστικά αέρια για την απενεργοποίηση μολυσματικών μικροβίων στο κρέας, τα πουλερικά, τα φρούτα και τα λαχανικά. Η επιφάνεια των τροφίμων υποβάλλεται σε μια "φλόγα" ιονισμένων μορίων αερίων όπως ήλιο ή άζωτο και η κλιμάκωση της αντίδρασης δημιουργεί διάφορα πολύ δραστικά χημικά στοιχεία τα οποία είναι ικανά να αδρανοποιήσουν ένα ευρύ φάσμα μικροοργανισμών. Η χρήση του ψυχρού πλάσματος δεν έχει ακόμη υλοποιηθεί για τη βιομηχανία τροφίμων, αλλά σίγουρα προσφέρει πιθανές που θα μπορούσαν να έχουν σημαντικά οφέλη.

Ηλεκτρικά παλμικά πεδία

Η χρήση των ηλεκτρικών εκκενώσεων για την αδρανοποίηση των μικροοργανισμών και ενζύμων σε προϊόντα διατροφής έχει εξελιχθεί από τη δεκαετία του 1920 που πρωτοεμφανίστηκε σε πειραματικό στάδιο. Πορτοκάλια, μήλα, χυμός ροδάκινου, σούπα με μπιζέλια, χτυπημένα αυγά και αποβουτυρωμένο γάλα, έχουν επεξεργαστεί με επιτυχία από διάφορες ερευνητικές ομάδες στις δεκαετίες του 1980 και του 1990 και η βιομηχανία τροφίμων δείχνει αυξανόμενο ενδιαφέρον σε αυτή την πολλά υποσχόμενη νέα τεχνολογία.