738
Διατροφή

Η ποιότητα των τροφίμων και ο ρόλος της συσκευασίας στις χαρακτηριστικές αντιδράσεις αλλοίωσης

13 Ιανουαρίου 2014
του Αντώνη Καναβούρα
Η ποιότητα των τροφίμων και ο ρόλος της συσκευασίας στις χαρακτηριστικές αντιδράσεις αλλοίωσης

Photo source: www.bigstockphoto.com

Κάθε επώνυμο προϊόν στην αγορά θα πρέπει να προστατευθεί από το εξωτερικό περιβάλλον ώστε να διατηρηθεί για το μέγιστο δυνατό χρόνο.

Η επιλογή και εφαρμογή των κατάλληλων υλικών συσκευασίας, τα οποια παρέχουν τον απαιτούμενο άμεσο φραγμό σε μικροοργανισμούς ή έμμεσο μέσω της διαπερατότητας, σε οξυγόνο, υγρασία και φώς και ελέγχουν την μετανάστευση δυνητικά τοξικών στοιχείων από ορισμένα υλικά συσκευασίας προς τα τρόφιμα, μπορεί να συμβάλει στην ποιοτική συντήρηση.

Ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη και η χρήση της συσκευασίας αποσκοπεί στις ελάχιστες ανεπιθύμητες αλλαγές των ποιοτικών χαρακτηριστικών του προϊόντος. Η κατανόηση της φύσης των αντιδράσεων και των παραγόντων που καθορίζουν τον ρυθμό αλλοίωσης των τροφίμων βοηθά στην επιλογή των υλικών και των συνθηκών συντήρησης προς μεγιστοποίηση του χρόνου ζωής των συσκευασμένων ευαλλοίωτων προϊόντων.

Οι βασικές αντιδράσεις αλλοίωσης των τροφίμων είναι:

Ενζυματικές. Τα ένζυμα επιταχύνουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων, δρώντας επιλεκτικά. Οδηγούν στην γήρανση των φρούτων και των λαχανικών, την γλυκόλυση (σφάγεια), την αυτόλυση των ιχθυρών, την οξείδωση των λιπών (λιπάση και λιποξυγενάση), την οξείδωση των φαινολών των φυτικών ιστών (φαινολάσες), την υδρόλυση των φωσφο-λιπιδίων (φωσφολιπάσες), την αλλαγή του αμύλου σε ζάχαρα (αμυλάσες, ιμβερτάσες, αναστολείς της ιμβερτάσης), και τη μετασυλlεκτική απομεθυλίωση των πεκτινών.

Χημικές. Εμπλέκονται διαφορετικά στοιχεία και υποστρώματα ανάλογα με το τρόφιμο και τις συνθήκες παραγωγής και αποθήκευσής του. Οι ρυθμοί αυτών των αντιδράσεων εξαρτώνται απο το φώς, το οξυγόνο, τη θερμοκρασία, την ενεργότητα νερού, και μεταβάλουν την οργανοληπτική ταυτότητα μέσω:

  • Της οξείδωσης των λιπών. Πέρα από την παραγωγή ανεπιθύμητων αρωμάτων, προϊόντα της λιπο-οξείδωσης αντιδρούν με πρωτεΐνες, οδηγώντας σε εκτεταμένη δια-σύνδεση των αλυσίδων τους (δεσμοί πρωτεΐνης- πρωτεΐνης, πρωτεΐνης-λιπιδίων). Ο ρυθμός εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις οξυγόνου, φωτός, καταλυτών (γενικά μετάλλων όπως χαλκός, σίδηρος αλλά και χρωστικών όπως ή αίμη), τις υψηλές θερμοκρασίες και την ενεργότητα του νερού.
  • Του μη-ενζυμικού μαυρίσματος. Κύρια χημική αντίδραση αλλοίωσης ξηρών και αφυδατωμένων τροφίμων.
  • Των αλλαγών χρώματος. Το χρώμα πολλών τροφίμων εξαρτάται από την παρουσία φυσικών χρωστικών, όπως: χλωροφύλλες, χρωστικές αίματος (αίμη), ανθοκυανίνες, καροτενοειδή και άλλες φυσικές χρωστικες.
  • Των αλλαγών του αρώματος. Η ολική αποδοχή των αισθήσεων της όσφρησης και της γεύσης τη στιγμή που καταναλώνεται το τρόφιμο.
  • Της θρεπτικής αξίας, κυρίως λόγω του φωτός, του οξυγόνου, της θερμοκρασίας και της ενεργότητας του νερού, που μπορούν να ελεγχθούν με τη συσκευασία.

Βιταμίνες. Η χημική μεταλλαγή των βιταμινών σε ανενεργή στοιχεία κατά την αποθήκευση θεωρείται βασική αιτία υποβάθμισης της θρεπτικής αξίας ενός τροφίμου. Η φραγή της υγρασίας και του οξυγόνου και η χημική σύσταση της επιφάνειας που βρίσκεται σε επαφή με το τρόφιμο δείχνουν το σημαντικό ρόλο της συσκευασίας.

Πρωτεΐνες. Τα προϊόντα οξείδωσης των πρωτεϊνών, όπως προϊόντα αποκοδόμησης, ευθύνονται για την μείωση της θρεπτικής αξίας των τροφίμων. Ακόμα, η αντίδραση πρωτεïνών και λιπών σχηματίζουν σύμπλοκα τα οποία ίσως επηρεάσουν τη δομή του τροφίμου και σε μικρότερο βαθμό τη θρεπτική αξία των πρωτεϊνών.

Λίπη. Τα υπεροξείδια που παράγονται από τα λιπίδια κατά την οξείδωση τους μπορεί να αντιδράσουν με πρωτεΐνες και βιταμίνες με αρνητικά αποτελέσματα στη θρεπτική αξία του τροφίμου. Το οξυγόνο συχνά έχει τον κύριο λόγο στην αποδόμηση των λιπών.

Ο ρυθμός των αντιδράσεων αλλοίωσης

Γνωρίζοντας την φύση και τον ρυθμό των αντιδράσεων αλλοίωσης βοηθάμε στον έλεγχο της. Απαιτείται μια ποσοτική ανάλυση βασίσμένη σε ένα μετρήσιμο δείκτη αλλοίωσης, δηλαδή μια χημική, φυσική, οργανοληπτική ή συνδυασμό αυτών μέτρηση, η οποία θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί επαναλαμβανόμενα στην περιγραφή των αλλαγών που λαμβάνουν χώρα σε σχέση με τις υπάρχουσες συνθήκες κατά την επεξεργασία και την αποθήκευση.

Η βασική εξίσωση που περιγράφει την μείωση της ποιότητας μπορεί να γραφεί ως:

-dC/dθ = f(Ii, Ej)

όπου,
-dC/dθ = ο ρυθμός αλλαγής κάποιου δείκτη αλλοίωσης C με το χρόνο. Το αρνητικό πρόσημο δηλώνει τη μείωση της συγκέντρωσης του C με το χρόνο
Ii = εσωτερικοί παράγοντες (i = 1 … m)
Ej = εξωτερικοί παράγοντες (j = 1 … n)

Είναι πιθανά δυνατός ο συνδυασμός της μείωσης της ποιότητας με τη μείωση ενός συστατικού, όπως βιταμινών ή χρωστικών, δηλαδή από ένα μετρήσιμο ποσοτικά συστατικό Α σε ένα άλλο Β ως:

Α -> ενδιάμεσα προϊόντα -> Β

Η μείωση της ποιότητας μπορεί να θεωρηθεί ανάλογη της δύναμης της συγκέντρωσης του αντιδρώντος ή προϊόντος στοιχείου:

-dA/dθ = kAn

όπου,
Α και Β = η συγκέντρωση των μετρήσιμων ποιοτικών χαρακτηριστικών
θ = χρόνος
k = σταθερά της αντίδρασης (εξαρτάται από εξωτερικούς παράγοντες)
n = τάξη της αντίδρασης. Ορίζει την εξάρτηση του ρυθμού από τη συγκέντρωση του Α, σαν κλάσμα ή ακέραιος αριθμός.

Εφόσον οι εξωτερικοί παράγοντες (θερμοκρασία, ενεργότητα νερού, ένταση του φωτός) είναι ασταθείς, θα πρέπει να συνυπολογίζεται η επίδραση τους στην σταθερά k. Για τις περισσότερες αντιδράσεις στα τρόφιμα το k είναι είτε 0 είτε 1.

Έτσι, ο χρόνος ζωής ενός προϊόντος (θs) θα είναι ο χρόνος που θα χρειαστεί για τις συγκεντρώσεις των Α ή Β να φτάσουν (μειωθούν ή αυξηθούν) στα ανεπιθύμητα επίπεδα (Αe ή Be) και φυσικά μπορεί σε μεγάλο βαθμό να ελεγχθεί με την χρήση της κατάλληλης συσκευασίας.

Αναδημοσίευση από το περιοδικό "Ευεξία & Διατροφή", τεύχος 64, Νοεμβρίου-Δεκεμβρίου 2013.

  • Αντώνης Καναβούρας PhD, Γεωπόνος-Τεχνολόγος Τροφίμων, Διδάκτωρ Μηχανολόγος Συσκευσίας
×
×