Θερμική επεξεργασία τροφίμων

Οι μικροοργανισμοί που αναπτύσσονται σε υψηλής οξύτητας τρόφιμα, όπως το πορτοκάλι και τα προϊόντα του, είναι ευάλωτοι στη θέρμανση. Επομένως, στα τρόφιμα αυτά δεν απαιτούνται έντονες συνθήκες θερμικής επεξεργασίας (Stumbo et al., 1975) και συνήθως χρησιμοποιείται η μέθοδος της παστερίωσης. Χρησιμοποιούνται υψηλές θερμοκρασίες από 80 έως 95^oC για μικρό χρονικό διάστημα, της τάξης των λίγων λεπτών. Η εφαρμογή υψηλών θερμοκρασιών οδηγεί στην καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών διασφαλίζοντας έτσι την ασφάλεια του τροφίμου. Επίσης, καταστρέφονται αλλοιογόνοι μικροοργανισμοί και ανεπιθύμητα ενδογενή ένζυμα (Stoforos, 1995; Smout, 1999). Ανάλογα με την ένταση της θέρμανσης, η θερμική επεξεργασία διακρίνεται σε παστερίωση και αποστείρωση.

Η παστερίωση στοχεύει στον έλεγχο των παθογόνων μικροοργανισμών και προκαλεί καταστροφή μέρους των βλαστικών κυττάρων που υπάρχουν στο τρόφιμο, ενώ δεν επιδρά στα σπόρια για αυτό και χρησιμοποιείται κυρίως για τρόφιμα, τα οποία υφίστανται και κάποια άλλη επεξεργασία ή συντηρούνται υπό συνθήκες οι οποίες δεν ευνοούν την ανάπτυξη σπορίων. Οι μικροοργανισμοί όμως που σχετίζονται συνήθως με την αλλοίωση ενός τροφίμου επιδεικνύουν μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στη θέρμανση απ' ό,τι οι παθογόνοι μικροοργανισμοί. Για την παρεμπόδιση επομένως της μικροβιακής αλλοίωσης ενός τροφίμου απαιτείται πιο έντονη θερμική επεξεργασία απ' ό,τι για την διασφάλιση της δημόσιας υγείας (Stumbo et al., 1975).

Η (εμπορική) αποστείρωση χρησιμοποιείται για την καταστροφή των περισσότερο ανθεκτικών στη θερμοκρασία μικροβιακών πληθυσμών. Αυτή η θερμική επεξεργασία είναι σχεδιασμένη έτσι ώστε να απενεργοποιεί τα βλαστικά κύτταρα των μικροοργανισμών και των σπορίων. Οι θερμοκρασίες που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι 115 με 130^oC. Πολύ συγκεκριμένα στόχος της είναι η καταστροφή των πλέον ανθεκτικών σπορίων του Clostridium botulinum, ενός μικροοργανισμού που παράγει μια θανατηφόρο για τον άνθρωπο τοξίνη. Το προϊόν που προκύπτει μετά την αποστείρωση θεωρείται εμπορικά στείρο χωρίς την παρουσία μικροοργανισμών ικανών να αναπαραχθούν κατά την έκθεσή τους σε συνθήκες συνήθους αποθήκευσης (Lund, 1975).

Ωστόσο, η θερμική επεξεργασία παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα. Παράλληλα με την καταστροφή των μικροοργανισμών που επιτυγχάνεται κατά τη διάρκεια των θερμικών επεξεργασιών, συντελούνται μεταβολές στην υφή του τροφίμου, απενεργοποίηση δραστικών ενζύμων και υποβάθμιση ποιοτικών χαρακτηριστικών του προϊόντος, όπως θρεπτικά συστατικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά όπως το άρωμα. Συγκεκριμένα, η θερμική επεξεργασία επιφέρει μεταβολή στη δομή των πρωτεϊνών χωρίς όμως να ελαττώνεται η θρεπτική τους αξία. Στους υδατάνθρακες επέρχονται αλλοιώσεις που αφορούν στη διαλυτότητα, στην υδρόλυση και στη ζελατινοποίηση του αμύλου. Μαζί με τις πρωτεΐνες δίνουν αντιδράσεις καστάνωσης με αντίστοιχα προϊόντα τις μελανίνες, τα οποία έχουν επιβλαβή δράση στον οργανισμό. Λόγω της καραμελοποίησης των υδατανθράκων και των σακχάρων κατά τη θερμική επεξεργασία προκαλούνται μεταβολές στο χρώμα των προϊόντων. Ευαισθησία στη θερμική επεξεργασία παρουσιάζουν οι βιταμίνες Β1 και C, ενώ η Β2 είναι σταθερή. Οι λιποδιαλυτές βιταμίνες A, D και Ε παρουσιάζουν αρκετή σταθερότητα. Πολλές φορές το άρωμα και η φυσική σύσταση του τροφίμου αλλάζει μετά την επεξεργασία, όμως αυτό δεν είναι πάντα ανεπιθύμητο γιατί έτσι μπορούμε να βελτιώσουμε κάποια από τα χαρακτηριστικά του (Τζια, 1999).

Λόγω των παραπάνω μειονεκτημάτων χρειάζεται ακριβής σχεδιασμός και έλεγχος των θερμικών επεξεργασιών, που θα περιλαμβάνει την διατήρηση των διαφόρων ποιοτικών χαρακτηριστικών του τροφίμου(Stoforos, 1995).

Για την επιτυχή θερμική επεξεργασία των συσκευασμένων τροφίμων απαιτείται ο σωστός συνδυασμός θερμοκρασίας και χρόνου για την απενεργοποίηση των παθογόνων και μη μικροοργανισμών. Για τον λόγο αυτό πρέπει να είναι γνωστοί οι μικροοργανισμοί που αντέχουν στις υψηλές θερμοκρασίες ως δείκτες για τον προσδιορισμό των κατάλληλων θερμοκρασιών και των κατάλληλων χρόνων επεξεργασίας (Τζιά & Ωραιοπούλου, 2003). Το pH, η ενεργότητα του νερού, τα οργανικά οξέα και άλλα συστατικά του τροφίμου είναι επίσης πολύ σημαντικά για τον προσδιορισμό της απαιτούμενης έντασης της θερμικής επεξεργασίας (Holdsworth, 1997).

Βιβλιογραφία

• "Συγκριτική μελέτη της επίδρασης της θερμικής επεξεργασίας και της υπερυψηλής πίεσης στα αρωματικά συστατικά χυμού πορτοκαλιού", διπλωματική εργασία της Μπαβέλα Σταματίνας, Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο, Σχολή Χημικών Μηχανικών, Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών, Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Αθήνα 2011