Συντήρηση τροφίμων

Ένας επιστήμονας τροφίμων ετοιμάζει ένα γεύμα για αστροναύτες στο διάστημα

Η συντήρηση τροφίμων περιλαμβάνει διαδικασίες που κάνουν τα τρόφιμα πιο ανθεκτικά στην ανάπτυξη μικροοργανισμών και επιβραδύνουν την οξειδοαναγωγή των λιπών. Αυτό επιβραδύνει τη διαδικασία αποσύνθεσης και τάγγισης. Η συντήρηση τροφίμων μπορεί επίσης να περιλαμβάνει διεργασίες που αναστέλλουν την οπτική αλλοίωση, όπως η ενζυμική αντίδραση ροδίσματος στα μήλα μετά την κοπή τους, κατά την προετοιμασία του φαγητού. Με τη συντήρηση τροφίμων, τα απόβλητα τροφίμων μπορούν να μειωθούν, κάτι που είναι ένας σημαντικός τρόπος για τη μείωση του κόστους παραγωγής και την αύξηση της αποτελεσματικότητας των συστημάτων τροφίμων, τη βελτίωση της επισιτιστικής ασφάλειας και της διατροφής και τη συμβολή στην περιβαλλοντική βιωσιμότητα. Για παράδειγμα, μπορεί να μειώσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της παραγωγής τροφίμων.

Πολλές διαδικασίες που έχουν σχεδιαστεί για τη διατήρηση τροφίμων περιλαμβάνουν περισσότερες από μία μεθόδους συντήρησης τροφίμων. Η συντήρηση των φρούτων μετατρέποντάς τα σε μαρμελάδα, για παράδειγμα, περιλαμβάνει βράσιμο (για να μειωθεί η περιεκτικότητα του φρούτου σε υγρασία και να σκοτωθούν βακτήρια, κ.λπ.), ζαχαροποίηση (για να αποτραπεί η εκ νέου ανάπτυξή τους) και σφράγισμα σε αεροστεγές βάζο (για αποφυγή επαναμόλυνσης).

Οι διαφορετικές μέθοδοι συντήρησης τροφίμων έχουν διαφορετικές επιπτώσεις στην ποιότητα των τροφίμων και των συστημάτων τροφίμων. Ορισμένες παραδοσιακές μέθοδοι συντήρησης τροφίμων έχει αποδειχθεί ότι έχουν χαμηλότερη εισροή ενέργειας και αποτύπωμα άνθρακα σε σύγκριση με τις σύγχρονες μεθόδους. Ορισμένες μέθοδοι συντήρησης τροφίμων είναι γνωστό ότι δημιουργούν καρκινογόνες ουσίες. Το 2015, ο Διεθνής Οργανισμός Ερευνών για τον Καρκίνο του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας ταξινόμησε το επεξεργασμένο κρέας, δηλαδή το κρέας που έχει υποστεί αλάτισμα, ωρίμανση, ζύμωση και κάπνισμα, ως «καρκινογόνο για τον άνθρωπο».

Παραδοσιακές τεχνικές

Ορισμένες τεχνικές συντήρησης τροφίμων χρονολογούνται πριν από την αυγή της γεωργίας. Άλλες ανακαλύφθηκαν πιο πρόσφατα. Κάποιες από τις τεχνικές είναι οι εξής:

Βρασμός

Στα υγρά που βράζονται μπορούν να σκοτωθούν τυχόν υπάρχοντα μικρόβια. Το γάλα και το νερό συχνά βράζονται για να σκοτωθούν τυχόν επιβλαβή μικρόβια που μπορεί να υπάρχουν σε αυτά.

Θάψιμο

Το θάψιμο τροφίμων μπορεί να τα διατηρήσει λόγω διαφόρων παραγόντων: έλλειψη φωτός, έλλειψη οξυγόνου, ψυχρές θερμοκρασίες, επίπεδο pH ή ξηραντικά στο έδαφος. Το θάψιμο μπορεί να συνδυαστεί με άλλες μεθόδους όπως αλάτισμα ή ζύμωση. Τα περισσότερα τρόφιμα μπορούν να συντηρηθούν σε έδαφος που είναι πολύ ξηρό και αλμυρό (άρα αποξηραντικό) όπως η άμμος ή παγωμένο έδαφος.

Πολλά ριζικά λαχανικό είναι πολύ ανθεκτικά στην αλλοίωση και δεν απαιτούν άλλη συντήρηση εκτός από την αποθήκευση σε δροσερές σκοτεινές συνθήκες, για παράδειγμα με θάψιμο στο έδαφος, όπως σε σφιγκτήρα αποθήκευσης (δεν πρέπει να συγχέεται με ριζικό κελάρι). Το λάχανο θάβονταν παραδοσιακά κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου στις βόρειες φάρμες των ΗΠΑ για συντήρηση. Ορισμένες μέθοδοι το κρατούν τραγανό ενώ άλλες μέθοδοι παράγουν ξινολάχανο. Μια παρόμοια διαδικασία χρησιμοποιείται στην παραδοσιακή παραγωγή κίμτσι.

Μερικές φορές το κρέας θάβεται κάτω από συνθήκες που προκαλούν συντήρηση. Εάν ταφεί σε αναμμένα κάρβουνα ή στάχτη, η θερμότητα μπορεί να σκοτώσει παθογόνα, η ξηρή τέφρα μπορεί να αποξηρανθεί και η γη μπορεί να εμποδίσει το οξυγόνο και περαιτέρω μόλυνση. Εάν θαφτεί σε έδαφος που που είναι πολύ κρύο, το έδαφος λειτουργεί σαν ψυγείο ή, σε περιοχές με μόνιμα παγωμένο έδαφος, σαν καταψύκτης.

Στην Ορίσα της Ινδίας, είναι πρακτικό να αποθηκεύεται το ρύζι θάβοντάς το. Αυτή η μέθοδος βοηθά στην αποθήκευση για τρεις έως έξι μήνες κατά τη διάρκεια της ξηρής περιόδου.

Το βούτυρο και παρόμοιες ουσίες έχουν διατηρηθεί ως βούτυρο τυρφώνων στην Ιρλανδία για αιώνες. Τα αυγα του αιώνα δημιουργούνται παραδοσιακά με την τοποθέτηση των αυγών σε αλκαλική λάσπη (ή άλλη αλκαλική ουσία), με αποτέλεσμα την «ανόργανη» ζύμωσή τους μέσω αυξημένου pH αντί να χαλάσουν. Η ζύμωση τα διατηρεί και διασπά μερικές από τις πολύπλοκες, λιγότερο αρωματικές πρωτεΐνες και λίπη σε απλούστερες, πιο γευστικές.

Κονσερβοποίηση

Διατηρημένα τρόφιμα

Η κονσερβοποίηση περιλαμβάνει το μαγείρεμα των τροφίμων, τη σφράγισή τους σε αποστειρωμένα δοχεία ή βάζα και το βράσιμο των δοχείων για να σκοτωθούν ή να αποδυναμωθούν τυχόν βακτήρια που έχουν απομείνει ως μορφή αποστείρωσης. Εφευρέθηκε από τον Γάλλο ζαχαροπλάστη Νικολά Απέρ. Μέχρι το 1806, αυτή η διαδικασία χρησιμοποιήθηκε από το Γαλλικό Ναυτικό για τη συντήρηση κρέατος, φρούτων, λαχανικών, ακόμη και γάλακτος. Αν και ο Απέρ είχε ανακαλύψει έναν νέο τρόπο συντήρησης, δεν έγινε κατανοητός μέχρι το 1864, όταν ο Λουί Παστέρ βρήκε τη σχέση μεταξύ μικροοργανισμών, αλλοίωσης των τροφίμων και ασθένειας.

Τα τρόφιμα έχουν διαφορετικούς βαθμούς φυσικής προστασίας έναντι της αλλοίωσης και μπορεί να απαιτούν το τελευταίο βήμα να γίνει σε χύτρα ταχύτητας. Φρούτα με υψηλή περιεκτικότητα σε οξύ, όπως οι φράουλες, δεν απαιτούν συντηρητικά και μόνο σύντομο κύκλο βρασμού, ενώ κάποια λαχανικά όπως τα καρότα απαιτούν μεγαλύτερο βράσιμο και προσθήκη άλλων όξινων στοιχείων. Τα τρόφιμα με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξύ, όπως τα λαχανικά και τα κρέατα, απαιτούν κονσερβοποίηση υπό πίεση. Τρόφιμα που διατηρούνται με κονσερβοποίηση ή εμφιάλωση κινδυνεύουν άμεσα να αλλοιωθούν μόλις ανοιχτεί το κουτί ή το μπουκάλι.

Η έλλειψη ποιοτικού ελέγχου στη διαδικασία κονσερβοποίησης μπορεί να επιτρέψει την είσοδο νερού ή μικροοργανισμών. Οι περισσότερες τέτοιες αστοχίες εντοπίζονται γρήγορα καθώς η αποσύνθεση μέσα στο δοχείο προκαλεί παραγωγή αερίου και το δοχείο θα διογκωθεί ή θα σκάσει. Ωστόσο, υπήρξαν παραδείγματα κακής παρασκευής (υποεπεξεργασίας) και κακής υγιεινής που επιτρέπουν τη μόλυνση των κονσερβοποιημένων τροφίμων από το αναερόβιο οργανισμό κλωστηρίδιο της αλλαντίασης (Clostridium botulinum), το οποίο παράγει μια οξεία τοξίνη στο φαγητό, που οδηγεί σε σοβαρή ασθένεια ή θάνατο. Αυτός ο οργανισμός δεν παράγει αέριο ή εμφανή γεύση και παραμένει απαρατήρητος από τη γεύση ή την οσμή. Η τοξίνη του όμως μετουσιώνεται με το μαγείρεμα. Τα μαγειρεμένα μανιτάρια, όταν χειρίζονται άσχημα και στη συνέχεια κονσερβοποιούνται, μπορούν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη του χρυσίζονα σταφυλόκοκκου, ο οποίος παράγει μια τοξίνη που δεν καταστρέφεται με την κονσερβοποίηση ή την επακόλουθη αναθέρμανση.

Ξήρανση με αλάτι

Η αρχαιότερη μορφή ξήρανσης ήταν η αφυδάτωση ή η αποξήρανση, που χρησιμοποιήθηκε ήδη από 12.000 π.Χ.. Οι τεχνικές καπνίσματος και παστώματος βελτιώνουν τη διαδικασία ξήρανσης και προσθέτουν αντιμικροβιακούς παράγοντες που βοηθούν στη συντήρηση. Ο καπνός εναποθέτει έναν αριθμό προϊόντων πυρόλυσης στα τρόφιμα, συμπεριλαμβανομένων των φαινόλων, γουαϊακόλης και κατεχόλης. Το αλάτι επιταχύνει τη διαδικασία ξήρανσης χρησιμοποιώντας ώσμωση και επίσης αναστέλλει την ανάπτυξη πολλών κοινών στελεχών βακτηρίων. Πιο πρόσφατα νιτρώδη έχουν χρησιμοποιηθεί για τη ξήρανση του κρέατος, συμβάλλοντας σε ένα χαρακτηριστικό ροζ χρώμα.

Σύγχρονες βιομηχανικές τεχνικές

Τεχνικές συντήρησης τροφίμων αναπτύχθηκαν σε ερευνητικά εργαστήρια για εμπορικές εφαρμογές. Κάποιες από τις τεχνικές είναι οι εξής:

Παστερίωση

Η παστερίωση είναι μια διαδικασία για τη συντήρηση υγρών τροφίμων. Αρχικά εφαρμόστηκε για την καταπολέμηση του ξινίσματος των τοπικών κρασιών. Σήμερα, η διαδικασία εφαρμόζεται κυρίως στα γαλακτοκομικά προϊόντα. Σε αυτή τη μέθοδο, το γάλα θερμαίνεται στους 70 °C (158 °F) περίπου για 15–30 δευτερόλεπτα, για να σκοτώσει τα βακτήρια που υπάρχουν σε αυτό και να κρυώσει γρήγορα στους 10 °C (50 °F) για να αποτρεφθεί η ανάπτυξη των υπολοίπων βακτηρίων. Στη συνέχεια, το γάλα αποθηκεύεται σε αποστειρωμένα μπουκάλια ή σακουλάκια σε κρύα μέρη. Αυτή η μέθοδος επινοήθηκε από τον Λουί Παστέρ, Γάλλο χημικό, το 1862.

Συσκευασία κενού αέρος

Η συσκευασία κενού αέρος αποθηκεύει τα τρόφιμα σε περιβάλλον κενού, συνήθως σε αεροστεγή σακούλα ή μπουκάλι. Το περιβάλλον κενού αφαιρεί τα βακτήρια από το οξυγόνο που απαιτείται για την επιβίωση. Η συσκευασία κενού χρησιμοποιείται συνήθως για την αποθήκευση ξηρών καρπών, με σκοπό τη μείωση της απώλειας γεύσης από την οξείδωση. Ένα σημαντικό μειονέκτημα στη συσκευασία κενού, σε επίπεδο καταναλωτή, είναι ότι η σφράγιση υπό κενό μπορεί να παραμορφώσει το περιεχόμενο και να αφαιρέσει τη γεύση ορισμένων τροφίμων, όπως το τυρί.

Μη θερμικό πλάσμα

Αυτή η διαδικασία υποβάλλει την επιφάνεια των τροφίμων σε μια «φλόγα» μορίων ιονισμένου αερίου, όπως το ήλιο ή το άζωτο. Αυτό κάνει τους μικροοργανισμούς να πεθαίνουν στην επιφάνεια.

Πηγές

• Riddervold, Astri (1988). Food Conservation. ISBN 978-0-907325-40-6. 
• Abakarov, Nunes. «Thermal food processing optimization: algorithms and software». Food Engineering. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 21 February 2014. https://web.archive.org/web/20140221161833/http://tomakechoice.com/paper/OPTPROx.pdf. Ανακτήθηκε στις 22 October 2012. 

Περαιτέρω ανάγνωση

• Marx de Salcedo, Anastacia (2015). Combat-ready Kitchen: How the U.S. military shapes the way you eat. Νέα Υόρκη: Current/Penguin. ISBN 9781101601648. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• 1894 μ.Χ. Κατάλογος εμπορικών μηχανημάτων μαγειρικής Gustav Hammer & Co.
• Συντήρηση τροφίμων ~ από το Κέντρο Πληροφοριών για το σπίτι και τον κήπο της Clemson Extension
• Εθνικό Κέντρο Συντήρησης Τροφίμων στο Σπίτι
• BBC News Online – Τρόφιμα του αμερικανικού στρατού... απλά προσθέστε ούρα
• Αρχείο Οικιακής Οικονομίας: Παράδοση, Έρευνα, Ιστορία (ΚΑΡΔΙΑ) Μια συλλογή ηλεκτρονικών βιβλίων με περισσότερα από 1.000 κλασικά βιβλία για την οικιακή οικονομία που εκτείνεται από το 1850 έως το 1950, που δημιουργήθηκε από τη Βιβλιοθήκη Mann του Πανεπιστημίου Κορνέλ.