nauka«technologia*jakoŚĆwydawnictwo.pttz.org/wp-content/uploads/pelne_zeszyty/... ·...

POLSKIE TOWARZYSTWO TECHNOLOGW YWNOCI

NOSNAUKATECHNOLOGIA*JAKO

YWNOOrgan naukowy PTT - kwartalnik

Nr 4(25) Krakw 2000 Rok 7

SPIS TRECI

Od Redakcji................................................................................................................... ............................ ................ 3ZBIGNIEW DUDA: Krajowe i midzynarodowe uwarunkowania stosowania dodatkwfunkcjonalnych i konserwantw w przetwrstwie misa........................................................................ .................. 5EWA DOMIAN, ANDRZEJ LENART: Adsorpcja pary wodnej przez ywno w proszku..................................27LESAW JUSZCZAK, TERESA FORTUNA: Struktura powierzchniowa ziaren skrobiowych.............................36BOENA SOSNOWSKA, BOHDAN ACHREMOWICZ: Prba wykorzystania mki z amarantusa do wypieku herbatnikw...... .......................................................................................................................................... 48HALINA GAMBU, ANTONI GOLACHOWSKI, ANNA BALA-PIASEK, ANNA NOWOTNA,KRZYSZTOF SURWKA, ANNA MIKULEC, MONIKA BANIA: Ocena jakoci ekstrudowanychchrupek z otrb zboowych....................... ............................................................................................................... 54JOANNA KLEPACKA, UCJA FORNAL, ZBIGNIEW BOREJSZO, EDWARD WRBEL: Niektre zwizki fenolowe jczmienia browarnego............... ............................................................................................................. 64ELEONORA LEDCHOWSKA: Wpyw czasu na stopie przeestryfikowania triacylogliceroli w cigym procesie enzymatycznym...................................................................................................... .................72JERZY SZPENDOWSKI, JACEK WIGO, ZBIGNIEW MIETANA, MAREK CIERACH:Wyrniki chemiczne wartoci odywczej kazeinianw otrzymanych metod ekstruzji.................... ....... .....82ANNA PRCZKO, JZEF GRA: Skad chemiczny olejku eterycznego z kwiatostanw lipy.........................90STANISAW POPEK: Wykorzystanie analizy regresji do szacowania zawartoci zwizkwmineralnych okrelanych jako zawarto popiou oglnego w pszczelich miodach odmianowych.................. 95BARBARA WRBLEWSKA, LUCJAN JDRYCHOWSKI: Orzechy arachidowe (Arachis hypogea) - popularne rdo alergii pokarmowej.............................. .......................................... ......................................... ..104KRYSTYNA SZYMANDERA-BUSZKA, WITOLD JANITZ, DANUTA GRECKA: Oddziaywanie soli jodowanej na zmiany ilociowe i jakociowe tiaminy w wybranych potrawach misnych............................... 114AGNIESZKA ORKUSZ, EWA PRZYSINA: Ocena wartoci odywczej posikw obiadowych w stowce studenckiej................... ............................................................ ....................... ....... ............................122GRAYNA MORKIS: Problematyka ywnociowa w ustawodawstwie krajowym............................................ 133DANUTA KOOYN-KRAJEWSKA: Nowe ksiki.............. ...............................................................................138MIECZYSAW PAASISKI: Recenzja monografii: yto - chemia i technologia, Owies - chemia i technologia i Jczmie - chemia i technologia ........................................... ...................................................143Technolog yw noci........ ......... ...........................................................................................................................145Spis treci kwartalnika ywno Nr 21 Supl. - 2 5 ..... .......................................................................................148Wykaz nazwisk autorw w 2000 r....... ......... .........................................................................................................156Wykaz nazwisk recenzentw w 2000 r........... ......... .......... .................................................................................. 160Adresy Zarzdu Gwnego, Oddziaw i Sekcji PTT..................... ....................................................................161Informacja dla autorw................... .............................................................................. ........................... ............. 162

Z a m ie szc zo n e a r ty k u y s recen zo w a n e

Czasopismo jest referowane przez: A GR 0-LIBREX, Chemical Abstracts Service i IFIS

POLSKIE TOWARZYSTWO TECHNOLOGW YWNOCI

YWNONAUKA*TECHNOLOGIA* JAKO

Nr 4(25) Krakw 2000 Rok 7

REDAKCJA:Redaktor naczelny: prof, dr hab. Tadeusz Sikora; tel./fax 01 Z' 293-50-54 Sekretarz redakcji: dr Ewa lawska; tel. 012/411-91-44 w. 476; e-mail: [email protected]: prof, dr hab. Bohdan Achremowicz, dr in. Anna Bala-Piasek, prof, dr hab. Mieczysaw Paasiski, dr Teresa Woniakiewicz Stali wsppracownicy: prof, dr hab. Jacek Kijowski (Pozna), dr hab. Danuta Kooyn-Krajewska (Warszawa), dr Grayna Morkis (Warszawa), dr in. Jerzy Paasiski (Krakw), dr in. Stanisaw Popek (Krakw), doc. dr hab. Maria Soral- mietana (Olsztyn)

RADA PROGRAMOWA:prof, dr Antoni Rutkowski (przewodniczcy), dr hab. Kazimierz Dbrowski (sekretarz), prof, dr hab. Zbigniew Duda, prof, dr hab. Jzef Fornal, prof, dr hab. Roman Grzybowski, prof, dr hab. Mieczysaw Jankiewicz, prof, dr hab. Jan Kisz, prof, dr hab. Andrzej Lenart, prof, dr hab. Helena Oberman, prof, dr hab. Zdzisaw E. Sikorski, prof, dr hab. Tadeusz Tuszyski, prof, dr hab. Stanisaw Tyszkiewicz

WYDAWCA:POLSKIE TOWARZYSTWO TECHNOLOGW YWNOCI WYDAWNICTWO NAUKOWE PTT

W latach 1994-1999 wydawc kwartalnika by Oddzia Maopolski PTT

Copyright by Polskie Towarzystwo Technologw ywnoci, Krakw 2000

Printed in Poland

Wydawanie publikacji dofinansowane przez Komitet Bada Naukowych

ISSN 1425-6959

ADRES REDAKCJI:31-425 KRAKW, AL. 29 LISTOPADA 46

SKAD I DRUK:H |p i| WydawnictwcrNaukowe Akapit, Krakw

WML tel-/fax (12) 266-92-69

mailto:[email protected]

YWNO 4(25), 2000

OD REDAKCJI

Szanowni Pastwo,

rok 2000 koczymy wydaniem 25 numeru naszego kwartalnika! Nie jest to jeszcze okazja do jubileuszu, ale chcemy zwrci Pastwa uwag na ten fakt. Mamy nadziej, e w cigu tych siedmiu lat kwartalnik ywno sta si czasopismem obecnym w nauce o ywnoci i praktyce przetwrstwa spoywczego.

Pragniemy w tym miejscu podzikowa wszystkim, ktrzy w tym okresie byli nam yczliwi i wspierali redakcj. Podzikowania skadamy Radzie Naukowej, Autorom i Czytelnikom.

Z okazji Nowego 2001 Roku wszystkim naszym Autorom, Wsppracownikom i Czytelnikom skadamy najlepsze yczenia.

Krakw, grudzie 2000 r.

Tadeusz Sikora

YWNO 4(25), 2000

Prof. d r d r h.c. Antoni Rutkowski - Przewodniczcy Rady Programowej naszego kw artalnika -

ukoczy 80 lat ycia!

Przedstawienie sylwetki Jubilata, nawet naszym modym czytelnikom, nie jest celowe, gdy Profesor Antoni Rutkowski jest postaci powszechnie znan i wielce zasuon dla naszego rodowiska - rodowiska nauki o ywnoci.

Nasza Redakcja jest szczeglnie zaszczycona tym, e od chwili powstania Rady Programowej, tj. od nr 3(8) w 1996 r., Pan Profesor przyj obowizki przewodniczenia jej. Obdarzy nasz powstajcy kwartalnik ogromnym zaufaniem i popar nasze dziaania swoim wielkim autorytetem.

Z okazji Jubileuszu yczymy Panu Profesorowi zdrowia i wielu lat ycia, aby mg zrealizowa wiele swoich pomysw.

Ad multos annos!

Redakcja

YWNO 4(25), 2000

ZBIGNIEW DUDA

KRAJOWE I MIDZYNARODOWE UWARUNKOWANIA STOSOWANIA DODATKW FUNKCJONALNYCH

I KONSERWANTW W PRZETWRSTWIE MISA

S t r e s z c z e n i e

W artykule przedstawiono niektre rodzaje i waciwoci wybranego asortymentu dodatkw funkcjonalnych i konserwantw uywanych w Polsce i w wielu krajach Europy w procesie produkcji przetworw misnych oraz technologiczn rol jak one speniaj. Omwiono rwnie regulacje prawne odnoszce si do ich stosowania w kraju i w kilku pastwach w Europie. Wskazano na oglne i powszechnie obowizujce zasady postpowania w przemyle ywnociowym w odniesieniu do uycia dodatkw funkcjonalnych i konserwantw w przetwrstwie ywnoci.

Wprowadzenie

Niemal wszystkie surowce ywnociowe s pochodzenia organicznego, a wyprodukowane z nich wyroby s nietrwae i szybko ulegaj rozkadowi gnilnemu. Szczeglnie podatne na rozkad s surowce pochodzenia zwierzcego, tj. miso zwierzt rzenych, drobiu i ryb oraz przetwory z niego wyprodukowane, a take jaja, mleko i produkty mleczne. Std te, ju od zarania dziejw, ludzie obserwowali wysoce korzystne skutki przeciwdziaania zmianom rozkadowym, m.in. misa z upolowanej zwierzyny, zowionych ryb itp., przez skadowe rodowiska ich bytowania takie, jak np.: ogie, niektre mineray, roliny itp. Pocztkowo oczywicie niewiadomie, ale wraz z upywem tysicleci wiadomie, stwierdzano utrwalajcy skutek zetknicia si misa z sol kuchenn i jej naturalnymi zanieczyszczeniami np., m.in. z azotanem sodu(V). Podany efekt mia take dugotrway kontakt misa z produktami pirolizy drewna, tj. z dymem, ktrym wspczenie jest owiewowe wdzenie. Obserwowano i kojarzono sobie rwnie konserwujcy miso skutek energii cieplnej, ktrej oddziay-

Prof. zw. dr hab. in. Z. Duda; emerytowany prof. Akademii Rolniczej we Wrocawiu, ul. Norwida 25/27, 50-375 Wrocaw.

6 Zbigniew Duda

waniu towarzyszyy ponadto atrakcyjne zmiany i wraenia sensoryczne oraz utrwalajco wyjtkowo korzystne odwodnienie, tj. wysuszenie w cieple ogniska lub w promieniach soca. Wielopokoleniowe obserwacje informoway o moliwoci gromadzenia i przechowywania ywnoci i tym samym o ograniczaniu lub o przeciwdziaaniu dramatycznemu skutkowi jej braku, jakim bya mier godowa.

Wspczesne spoeczestwa traktuj utrwalanie ywnoci jako postpowanie naturalne. Techniki i technologie jej konserwowania nabray szczeglnego znaczenia wwczas, gdy rozpocz si proces urbanizacji i przemieszczania si ludzi ze wsi do uprzemysawiajcych si miast. Utrwalanie ywnoci jest obecnie efektem stosowania jednostkowych lub skojarzonych: fizycznych, fizykochemicznych i/lub chemicznych metod konserwowania. S one przede wszystkim ukierunkowane na przeciwdziaanie lub eliminowanie wysoce niepodanego, metabolicznego skutku zanieczyszczenia surowcw i wyprodukowanej z nich ywnoci mikroflor rozkadu gnilnego, ktrej ponadto, niemal z reguy, towarzysz mikroorganizmy patogenne. Metodami utrwalania eliminuje si rwnie lub co najmniej si ogranicza niepodane skutki dziaania endogennych enzymw.

Przemys misny, wykorzystujcy do produkcji przetworw bardzo nietrwae i podatne na egzo- i endogenny rozkad surowce rzene, jest szczeglnie zainteresowany stosowaniem maksymalnie skutecznych rodkw i metod utrwalania. Musz one bowiem umoliwia nie tylko produkowanie duego asortymentu wyrobw, ale przede wszystkim takich przetworw, ktrych okres przechowywania (shelf life) bdzie moliwie jak najduszy. Jest to rwnie przemys, ktry wyrnia si pod wzgldem jakociowym oraz iloci stosowanych w przetwrstwie rodkw do produkcji, w tym wysoce zrnicowanego i licznego asortymentu dodatkw funkcjonalnych i konserwantw. Dodatki stosowane do standardowych surowcowych zestaww receptur wyrobw misnych maj z reguy na celu: a) uksztatowanie lub wyeksponowanie wyrnikw sensorycznych, gwnie smakowitoci i tekstury; b) wyduenie przechowalniczej trwaoci w obrocie handlowym i/lub w gospodarstwie domowym, oraz c) zwikszanie wartoci odywczej przetworu, oczywicie o ile jest to tylko moliwe. S to niemal zawsze substancje lub ich mieszaniny, same przez si nie uznawane za ywno. Nie s one rwnie typowymi skadnikami ywnoci [47].

Powszechnie przyjtymi, nie tylko w przemyle misnym, kryteriami odnoszcymi si do dodatkw s m.in. ich oddziaywania: technologiczne, higieniczne i dietetyczne. S nimi take skutki utrwalajce, zarwno w czasie produkcji, jak i przede wszystkim podczas przechowania i w obrocie detalicznym oraz kreujce, polepszajce, wzgldnie stabilizujce waciwoci sensoryczne, charakterystyczne dla okrelonego produktu. Musz one oczywicie spenia wymagania konsumentw pod wzgldem tradycyjnych przyzwyczaje ywieniowych i promowa nowe wyroby wprowadzane do obrotu detalicznego. Jakociowo i ilociowo zrnicowane dawki dodatkw stoso

KRAJOWE I MIDZYNARODOWE UWARUNKOWANIA STOSOWANIA DODATKW FUNKCJONALNYCH... 1

wanych w przetwrstwie misa s cile okrelone (limitowane) przez prawo ywnociowe i przepisy wykonawcze danego kraju, przez midzynarodowe regulacje prawne oraz przez tzw. dobr praktyk produkcyjn (Good Manufacture Practice - GMP).

W przemyle ywnociowym w USA stosuje si okoo 2800 rnych dodatkw podczas, gdy w Europie tylko ok. 400 substancji. Wrd 2800 dodatkw uywanych przez przemys ywnociowy w USA, a 1300 to substancje ksztatujce smakowito, tj. smak lub zapach, wzgldnie jedno i drugie. Zgodnie z federalnym Food, Drug and Cosmetic Act, istnieje pi podstawowych kategorii substancji majcych zastosowanie w szeroko pojtej produkcji ywnoci lub w niej stwierdzanych. Zalicza si do nich te, ktre uznane zostay za Generally Recognized As Safe - GRAS (generalnie uznane za bezpieczne). Te ostatnie s reprezentowane przez ok. 1600 rnych substancji. Pozostae to resztkowe iloci pestycydw, zanieczyszczenia niemoliwe do uniknicia, niektre barwniki, zwizki chemiczne niedozwolone oraz substancje celowo dodane [6 , 8 , 9, 33],

Dodatki stosowane do ywnoci opisano zarwno w literaturze monograficznej [8 , 9, 33, 46, 47] traktujcej kompleksowo o ich kategoriach i/lub jednostkowych reprezentantach oraz w rdach ilustrujcych okrelone ich rodzaje takie, jak np.: przyprawy [13, 30, 36], rolinne i zwierzce biaka zamiennikowe i/lub funkcjonalne (tab.1), [7, 8 , 16, 17, 18, 37, 39, 41 ,42, 48], dodatki mineralne, np. fosforany (tab. 3), [2, 5, 32, 53, 60], wzmacniacze smakowitoci, konserwanty, hydrokoloidy itp. (tab. 2) [1, 11, 23, 24, 25, 26, 38, 52, 54, 55, 57]. Jest to rwnie literatura ogniskujca informacje o asortymentowo wysoce zrnicowanych dodatkach stosowanych przez okrelony przemys ywnociowy, np. misny, piekarniczy, mleczarski (tab. 1) [4, 10, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 25, 28, 29, 31, 34, 40,43,44,49, 50, 51].

Mona i naley zaoy, e w miar odchodzenia od tradycyjnej praktyki odywiania si potrawami przygotowywanymi w gospodarstwie domowym i upowszechnienia si korzystania z ywnoci gboko przetworzonej i nadajcej si do spoycia po np. mikrofalowym podgrzaniu, rola substancji utrwalajcych stosowanych jako dodatki i/lub jako skadniki receptury bdzie nabiera coraz wikszego znaczenia. Zagwarantowane bowiem bd by musiay nie tylko wymagania trwaociowe lecz rwnie, i to w nie mniejszym stopniu, take oczekiwania i wymagania konsumentw pod wzgldem: smakowitoci, wygldu, tekstury oraz bezpieczestwa zdrowotnego.

Klasyfikacja dodatkw funkcjonalnych

Uznanie okrelonego dodatku jako moliwego do wykorzystania w przetwrstwie ywnoci jest z reguy uwarunkowane przez funkcj jak ma spenia w odniesieniu do danego artykuu ywnoci. Z praktycznego wic punktu widzenia klasyfikacja, np. 2800 lub 400 rnych dodatkw, sprowadza si do ich pogrupowania pod wzgldem technologicznego i funkcjonalnego efektu oddziaywania. Dodatki do ywnoci, zgod

8 Zbigniew Duda

nie z podziaem przyjtym przez Codex Alimentarius Commission FAO/WHO, przedstawiono w tab. 4, [3] podczas, gdy w monografii pt. Food Additive Toxicology [33] usystematyzowano je tak, jak to przedstawiono w tab. 5. Jeszcze inaczej podzielono dodatki i substancje konserwujce w opracowaniu Rutkowskiego i wsp. (patrz spis treci) [47], Zawajc klasyfikacyjny podzia dodatkw i ograniczajc do stosowanych w przemyle misnym, mona przyj rwnie podzia przedstawiony w tab. 6 . I tak, niemal w nieskoczono, mona mnoy: kategoryzowanie, grupowanie, klasyfikowanie i systematyzowanie dodatkw do ywnoci, w tym rwnie stosowanych w przetwrstwie misa [56]. Z uwagi na zoono i wielopaszczyznowo problematyki rwnie wymagania stawiane dodatkom do ywnoci poddaje si zrnicowanej kategoryzacji. Przykady systematyzowania oglnych i szczegowych wymaga stawianych rnym dodatkom uywanym w przetwrstwie misa przedstawiono w tab. 7 i 8 .

Tabela 1

Waciwoci funkcjonalne dodatkw biakowych.

Funkcja Zastosowanie rda biaka

ywieniowa ywno dla niemowlt, ywno fortyfikowana biakiem Soja, mleko

Rozpuszczalno Napoje, ywno pynna lub uwodniona Serwatka, soja

Lepko Zupy, sosy, dresingi saatkowe, jogurty Rne

Wizanie wodyWyroby: misne, rybne, z owocw morza, piekarnicze, jogurt

Miso, jaja, soja, mleko

elowanieWyroby: misne, mleczarskie, piekarnicze, desery elatynowe

Miso, jaja, soja, mleko

Wizanie(kohezja/adhezja)

Wyroby misne, (kiebasy), piekarnicze, makarony Miso, jaja, serwatka

Emulgujca Kiebasy, dresingi saatkowe, wyroby piekarnicze, sosyMiso, mleko, jaja, soja

Piano i powo- kotwrcza

Wyroby cukiernicze, piekarnicze, desery mroone, piany Jaja, mleko, soja jjCyt. za [25].


T a b e 1 a 2

Gwne jadalne hydrokoloidy jako dodatki do ywnoci pochodzenia zwierzcego.

rdo Produkt

Wydzieliny rolinne Guma arabska, ghatti, karaya, tragantaEkstrakty

Wodorosty morskie Rolinne Zboowe Zwierzce

Agar, alginiany, karageny Pektyna, hemicelulozy p-glukany, pentozany elatyna

MkiNasiona

Skrobia zboowa Korzenie, bulwy

Mczka chleba witojaskiego, guar, tara, tamarynd, quince, psyllium, lenKukurydza, pszenica, ry, kukurydza woskowa Tapioka, konjak, ziemniaki

Fermentacja mikrobiologiczna (biosynteza) Ksantan, gellan, pullulan, curdlan, metylan i in.Modyfikowane pochodne

Wkna celulozowe 1 Pochodne skrobi

Karboksymetyloceluloza, metyloceluloza Skrobia hydroksypropylowa

Cyt. za [25]

T a b e l a 4

Kategorie dodatkw do ywnoci.

1. Regulatory kwasowoci i stabilizatory 11. Substancje wzmacniajce smak2. Substancje przeciwdziaajce zlepianiu 12. Substancje polepszajce mk3. Substancje przeciwdziaajce pienieniu 13. Substancje/preparaty stosowane na powierzchni4. Przeciwutleniacze 14. Skrobie modyfikowane5. Syntetyczne rodki sodzce 15. Fosforany6. Barwniki 16. Konserwanty7. Emulgatory 17. Substancje napowietrzajce8. Sole emulgujce 18. Proszki piekarnicze i spulchniajce9. Enzymy 19. Substancje zagszczajce i elujce10. Substancje smakowo-zapachowe

Cyt. za [3].

Wyb

rane

ro

dzaj

e, bu

dowa

cz

ste

czko

wa,

pH,

roz

pusz

czal

no

or

az

funk

cje

fosf

oran

w.

JOcd

8 2N CS O

^ O

*

% 4 N

T3O

o

* aN JSo a i

Oh >Cfl *>3 ^ >* uT T3 O O ^3 3H Cd _,

HB S 3 -aC/5 r/3 C j3 x! . .a ? 8 * >N i r) r- rj

0 0 0Tf ^ rf

oC vooC c or-T vo *so' CNVO

cOZ

c5mOh

O O ^ & ~O ro >esa=3

oDh\o*

sO

O o < , s' 5 i ir! %oT3O

O

O

O

9a 5 2 2 ,

w 335 - 2

12 Zbigniew Duda

T a b e l a 5

Klasy dodatkw do ywnoci

1. Substancje przeciwdziaajce zbrylaniu si, uatwiajce przesypywanie2. Przeciwutleniacze3. Substancje zapobiegajce brzowieniu (powstawaniu produktw reakcji Maillarda)4. Substancje przeciwbakteryjne5. Barwniki i substancje ochronne dla barwnikw6. Substancje majce zastosowanie w piekamictwie7. Substancje osuszajce (hygroskopijne)8. Emulgatory9. Enzymy10. Zwizki teksturotwrcze i teksturoochronne11. Substancje wzmacniajce (wzbogacajce) smak12. Substancje umoliwiajce zdyspergowanie dodatkw13. Substancje smakowo-zapachowe14. Polepszacze do mki15. Substancje wspomagajce uksztatowanie si mieszanin (noniki, preparaty wice,wypeniacze,

plastifikatory, powokotwrcze preparaty umoliwiajce tabletkowanie itp.)16. Fumiganty17. Humektanty (substancje pochaniajce wod)

118. Proszki piekarnicze i/lub spulchniajce 19. Lubrykanty - natuszczacze20. Syntetyczne rodki sodzce21. Suplementy (dodatki) do ywnoci (sole mineralne, witaminy, aminokwasy)22. ywieniowo korzystne rodki sodzce (wysokofruktozowe syropy)23. Regulatory kwasowoci (pH)24. rodki lub preparaty wspomagajce procesy technologiczne np. wgiel drzewny25. Substancje napowietrzajce (gazotwrcze)26. Sekwestratory, substancje helatujce27. Rozpuszczalniki28. Stabilizatory i zagszczacze29. Substancje powierzchniowo czynne !30. Substancje formujce (ksztatujce) powierzchni.

KRAJOWE 1 MIDZYNARODOWE UWARUNKOWANIA STOSOWANIA DODATKW FUNKCJONALNYCH... 13

Tabela 6

Kategorie dodatkw stosowane w przetwrstwie misa.

1. Konserwanty - substancje antybakteryjne2. Emulgatory i stabilizatory3. Hydrokoloidy4. Barwniki5. Preparaty biakowe - funkcjonalne i substytucyjne (koncentraty, izolaty, teksturaty)6. Wzmacniacze smakowitoci7. Przeciwutleniacze i reduktory

T a b e l a 7

Oglne wymagania stawiane dodatkom nie misnym.

Nie mog pogarsza smakowitoci wyrobw Nie mog zmienia wartoci odywczej Nie mog pogarsza jakoci i zmniejsza konsumenckiej akceptowalnoci Nie mog pogarsza trwaoci, m.in. w obrocie detalicznym Powinny mie specyficzne waciwoci funkcjonalne charakterystyczne dla danego produktu

Tabela 8

Wymagania funkcjonalne dla dodatkw biakowych w przemyle misnym.

Cele Wymagania "jOglne

Funkcjonalne- w odniesieniu do wyrobw kutrowanych

wyroby mielone

- wyroby nie rozdrobnione

bakteriologicznie i toksykologicznie bezpieczne, obojtne smakowo i II zapachowo, atwe w stosowaniu, neutralne pod wzgldem pH, analitycznie oznaczalne, solo tolerancyjne i cenowo akceptowalne

atwo i dobrze rozpuszczalne, musz mie due powinowactwo interfa- zowe woda/tuszcz, tworzy powinny mocny termostabilny film, nie mog zmniejsza elowania biaek misa

powinny posiada zdolno pcznienia lub by dobrze rozpuszczalne, powinny ulega stwardnieniu (zespoleniu) podczas ogrzewania, elowa lub/i umoliwia tworzenie si skrki

nie mog pogarsza elowania biaek misa, powinny ulega zestaleniu (stwardnieniu) podczas ogrzewania tzn. elowa, koagulowa, powinny mie waciwoci wice, musz by atwo i dobrze rozpuszczalne w stonych solankach, nie mog mie cech pianotwrczych

14 Zbigniew Duda

W przeszoci, gwnym celem stosowania w przemyle misnym dodatkw biakowych, szczeglnie pochodzenia rolinnego, bya substytucja biaka misnego przez teksturowane preparaty biaek sojowych. Wspczenie ich uytkowanie jest uwarunkowane przez posiadane waciwoci funkcjonalne przede wszystkim takie, jak wo- dochonno i rozpuszczalno w solankach nastrzykowych oraz zdolno do emulgowania tuszczu. Bardzo szczegowy, niemal wyczerpujcy, zestaw informacji dotyczcych waciwoci funkcjonalnych nie misnych dodatkw stosowanych w przemyle misnym zebrano w tab. 9 podczas, gdy wybrane cele ich stosowania przedstawiono w tab. 1 0 .

T a b e l a 9

Waciwoci funkcjonalne wymagane od dodatkw nie misnych.

Wice Polepszajce trwao w obrocie detalicznymWypeniajce Uatrakcyjniajce barwEmulgujce Ksztatujce tekstur i wraenia doustne

i Stabilizujce Obojtne pod wzgldem barwy, smaku i zapachuZakwaszajceWice soki/wod Powinny by cenowo atrakcyjnePoprawiajce smakowito Powinny elowaZmniejszajce koszty Powinny zwiksza lepkoZwikszajce mas Powinny by termicznie stabilneZwikszajce wydajno Gwarantowa strukturaln integralnoObniajce pH lub podwyszajce pH Winne posiada waciwoci emulgujce i stabilizujce emul-Speniajce wymagania konsumentw sj

Cyt. za [56].

Tabela 1 0

Wybrane cele stosowania dodatkw nie misnych.

Cele Przykady stosowanych dodatkw

1. Ksztatowanie: barwy, smaku, zapachu i tekstury

NaCl, przyprawy, plazma krwi, laktoza, suszone biaka mleka, serwatki i jaj, hydrolizaty, azotan(III), barwniki, teksturowane biaka rolinne

2. Fortyfikowanie biaka nie misne

3. Ksztatowanie stabilnej tekstury biaka funkcjonalne, sl, fosforany, skrobie, emulgatory

4. Zwikszanie masy preparaty zboowe i sojowe, suszone biaka serwatki i mleka

5. Produkcja analogw teksturowane i przdzone biaka rolinne

1-3 = ksztatowanie jakoci 3-5 = cele ekonomiczne


Wybrane dodatki funkcjonalne stosowane w przetwrstwie misa

Asortyment dodatkw uywanych w przetwrstwie misa jest m. in. zrnicowany przez geograficzne pooenie danego kraju i obowizujce w nim lokalne przepisy prawa ywnociowego [27, 35, 45, 58, 59]. Przepisy prawa odnoszce si do stosowania dodatkw, zarwno pod wzgldem jakociowym, jak i ilociowym, nadal jeszcze i prawdopodobnie w najbliszej przyszoci nie bdzie mona zunifikowa, czsto z przyczyn obiektywnych, ale rwnie i subiektywnych. Tymi ostatnimi z reguy rzdz bowiem tradycje ywieniowe, przyzwyczajenia i preferencje konsumenckie oraz regulacje wyznaniowe. Std te uycie danego dodatku, dozwolone w okrelonym kraju, bdzie w innym nielegalne i cigane przez prawo. Nie oznacza to jednak, e w stosowaniu dodatkw panuje anarchia. Przykadem, wrcz prawie wzorcowej jednomylnoci, jest powszechnie obowizujcy zakaz uywania azotanu sodu(V) lub potasu(V) w procesie peklowania misa, oczywicie z nielicznymi asortymentowymi wyjtkami. Azotan zastpiono azotanem sodu(III) (nitrytem). Ale np. we Francji, Hiszpanii, Grecji i w kilku innych krajach, do produkcji dugo dojrzewajcych wdzonek, dopuszcza si stosowanie azotanu sodu(V), poniewa zgodnie z opini, uksztatowan przez wiekow tradycj, produkt peklowany z uyciem tej ww. substancji ma bogatszy profil smakowo-zapachowy, atwo rozpoznawalny przez konsumentw. Std te dla tych wyrobw ww. efekt sensoryczny pochodny peklowania azotanowego(III) nie j est akceptowany.

Przepisy prawa ywnociowego okrelaj nie tylko asortyment dodatkw dopuszczonych do stosowania. Dla zdecydowanej ich wikszoci sprecyzowano wielkoci dawek jakie mog by uyte, ucilajc je czsto poprzez pojcie tzw. resztkowej iloci danej substancji w wyrobie misnym, np. azotanw(III). Regulacje prawne okrelaj rwnie tzw. iloci wyjciowe dodatku, w uwarunkowaniu od maksymalnie dopuszczanego poziomu danego zwizku w finalnym przetworze, jak to ma miejsce np. w odniesieniu do zawartoci fosforanw(V) w szynce gotowanej lub produkowanej w puszkach albo w wielowarstwowej folii z polimerw syntetycznych.

Kolejnymi, klasycznymi przykadami, midzynarodowego, legislacyjnego zrnicowania dodatkw uywanych przez przemys misny jest stosowanie barwnikw i przeciwutleniaczy. W wielu krajach np. we: Francji, Portugalii, Hiszpanii i Danii ich uycie jest dozwolone, w innych np. w Polsce i w Austrii zakazane. W odniesieniu do barwnikw, prawo ywnociowe francuskie, hiszpaskie i innych pastw zezwala na stosowanie w przetwrstwie misa m.in. kurkumy (El00), ryboflawiny (E101), kosze- nili (El20), chlorofili (El40), karmelu (El50), karotenoidw (El60), ksantofili (El61), betaniny (E162) i antocyjanw (E163). Natomiast do barwienia osonek jadalnych mona m.in. uy: tartrazyn (El02), cie chinolinow (El04), cie pomaraczow (El 10), azorubin (El22), czerwie koszenilow (El24), erytrozyny (El27),

16 Zbigniew Duda

bkit patentowy (El31), indygotyn (El32), czer brylantow (El51), wglan wapnia (E170), dwutlenek tytanu (E171), oraz aluminium, srebro i zoto (E173) (E174) (El75). Przykadem regionalnego zrnicowania asortymentu stosowanych dodatkw w przetwrstwie misa jest np., m.in. we Francji, moliwo uycia wina lub brandy, w zestawie surowcowym przetworw misnych.

Nieprecyzyjne mog by rwnie regulacje ilociowe stosowania dodatkw. Przykadem s przepisy portugalskiego prawa ywnociowe z 1993 r. (Portaria nr 664). Zgodnie z nimi do: mielonego misa, kiebas wyprodukowanych z peklowanego misa, wyrobw krwistych, parzonych kiebas itp., mona stosowa: askorbiniany i cytryniany, naturalne przeciwutleniacze i wzmacniacze smakowitoci wg zasady: quantum satis, tzn. tyle ile trzeba lub ilo dostateczn. Identyczne regulacje (quantum satis) odnosz si rwnie do hydrokoloidw i takich barwnikw, jak: kurkuma, koszenila, betanina i annato.

Ciekawostk odrniajc niemieckie regulacje prawne od innych jest zakaz przesycania dymem wdzamiczym azotanowej (III) mieszanki peklujcej. Te same przepisy stanowi, e mieszanka peklujca jest mieszanin skadajc si w 99,5 do 99,6% z NaCl i 0,5-0,4% NaN02. Znaczce jest jednak to, e ilo azotanu(III) w tej mieszance jest najmniejsza w porwnaniu z uywanymi w innych krajach Europy. Ponadto w Niemczech, zabronione jest mieszanie soli peklujcej z pynnymi preparatami dymu wdzamiczego oraz nie wolno uywa azotanowej (III) i/lub azotanowej (V) mieszanki peklujcej, do ktrej dodano przyprawy aromatyzujce. Wyroby misne w Niemczech mog zawiera 10 mg SC>2/kg i dopuszcza si stosowanie, traktowanych jako przeciwutleniacze, m.in. nastpujcych zwizkw: askorbinianw, cytrynianw, mleczanw, lecytyny, estrw kwasu cytrynowego mono- i dwuglicerydw, soli kwasu ortofosforowego(V) oraz syntetycznych y i . 8 tokoferoli. W przetwrstwie misa w Niemczech zezwala si na uycie 57 rnych dodatkw, w zdecydowanej wikszoci funkcjonalnych. Charakterystyczne dla przepisw niemieckiego prawa ywnociowego dotyczcego przemysu misnego jest dopuszczenie do stosowania jedynie dwufosfo- ranw (E-450, E-450a) wwczas, gdy w innych krajach asortyment tych zwizkw chemicznych, uznanych za dopuszczone do uycia w przemyle misnym jest nieproporcjonalnie wikszy i m.in. stosuje si np. polifosforany [5, 12].

W Austrii, azotany(III) i azotany(V) nie s konserwantami. W odniesieniu do tych zwizkw obowizuj wic jedynie tradycyjne ustalenia takie, jak np.: e w 1 0 0 g peklowanego wyrobu misnego nie moe by wicej anieli 20 mg azotanu(III) lub 50 mg azotanu(V). Dopuszcza si stosowanie polifosforanw, ale jedynie takich, ktrych stopie kondensacji nie jest wikszy anieli 12, a 2% ich roztwr ma pH nie wysze anieli 7,5. Poziom fosforanw w kiebasach kutrowanych, wyraany w iloci P 2 O 5, nie moe przekroczy 0,5%, a w wdzonkach gotowanych 0,3%. W recepturach kutrowanych przetworw misnych dopuszcza si nawet do 8 % skrobi zboowej


(pszenicznej) lub ziemniaczanej. W kiebasach surowych fermentowanych zezwala si na dodatek 0,4% glukozy lub 0 6% sacharozy. Austria jest nietypow enklaw wrd krajw europejskich, w ktrym z uwagi na nadprodukcj misa i ziemniakw, a take w interesie konsumentw, w skadzie recepturowym przetworw misnych zabronione jest stosowanie nastpujcych dodatkw: preparatw biakowych z soi, pszenicy, grochu, fasoli itp., kazeinianw (z wyjtkiem pasztetw w puszkach), biaek serwatkowych, plazmy krwi oraz preparatw biakowych z organizmw jednokomrkowych, np. z drody (single cell proteins). Ponadto do produkcji kiebas fermentowanych typu salami nie zezwala si na stosowanie glukono-delta-laktonu (GDL), a do innych wyrobw misnych: hydrokoloidw, barwnikw, niektrych konserwantw np. kwasu benzoesowego, nizyny itp., a take preparatw wzmacniajcych smakowito, uytych zamiast przypraw. Zabronione jest rwnie, za wyjtkiem studzienin (galaret), dodawanie elatyny do wyrobw misnych. Mona wic wnioskowa, e prawo ywnociowe w Austrii, w odniesieniu do przetworw misnych, w stopniu szczeglnym i nieporwnywalnym z innymi krajami, chroni interesy konsumenta. Wyklucza ono bowiem z obrotu detalicznego tzw. wyroby misopodobne, np. wdzonki szynkopo- dobne, ktrymi to wyrobami obrt detaliczny jest w Polsce legalny.

Na Wgrzech prawne uregulowania dotyczce dodatkw datuje si na rok 1885, w ktrym sporzdzono tzw. negatywn list dodatkw i ich uycie byo traktowane jako faszowanie ywnoci. Wspczesne wgierskie regulacje prawne s jednymi z liberalniej szych i umoliwiaj korzystanie z duego asortymentu dodatkw, aczkolwiek by on legalizowany stopniowo. I tak, np. polifosforany zezwolono stosowa dopiero w 1959 roku, a azotanow(III) mieszank peklujc w 1960 r. Uycie biaek serwatkowych zalegalizowano w 1965 r., askorbinianu sodu w 1976 r., a bakteryjnych kultur startowych i GDL w 1979 r. Hydrokoloidy zaczto stosowa na Wgrzech w 1987 r., tj. wwczas, gdy w Polsce ich uycie byo nielegalne. Limity ilociowe dodatkw uywanych w przetwrstwie misa na Wgrzech na og nie odbiegaj od powszechnie przyjtych standardw. Odstpstwem jakociowym jest zalegalizowanie stosowania natamycyny (pimarycyny) jako substancji antymikrobiologicznej w odniesieniu do mikroflory zasiedlajcej powierzchni wyrobw misnych. Legalne jest stosowanie kwasw organicznych: propionowego, mrwkowego i sorbowego lub sorbi- nianw do utrwalania osonek. Wgierskie prawo ywnociowe zezwala na stosowanie papainy i proteaz do tenderyzacji (skruszania) misa i hydrolizowania tkanki cznej. Wymaga si deklarowania uycia preparatw dymu wdzamiczego i pochodnych kwasu glutaminowego, inozynowego i guanylowego.

Duskie regulacje prawne stosowania dodatkw w przetwrstwie misa s bardzo precyzyjne, zarwno pod wzgldem jakociowym, jak i ilociowym i z reguy s identyfikowane z konkretn grup asortymentow wyrobw. Std te np. uyte iloci azotanu(III) mog mieci si w tak duym przedziale jak od 60 do 175 mg/kg, a azo

18 Zbigniew Duda

tanu(V) mona stosowa 500 mg/kg, ale jedynie w przypadku surowego bekonu albo szynki. W procesie peklowania zezwala si na stosowanie tylko askorbinianu sodu. Kwas sorbowy lub sorbiniany mog by dodawane w iloci 1 g/kg, ale jedynie przy produkcji pasztetw i suszonych kiebas np. typu salami. W odniesieniu do wikszoci przeciwutleniaczy, za ktre duskie prawo ywnociowe uznaje m.in.: kwas cytrynowy i/lub cytryniany, kwas mlekowy i/lub mleczany, butylohydroksyanizol (BHA) itp., stosuje si w przetwrstwie misa zasad Good Manufacture Practice (GMP). Ilociowo limituje si jednak uycie galusanw (E310-E312) ograniczajc ich stosowanie do 50 mg/kg oraz tokoferoli naturalnych (ekstraktw) do 100 mg/kg. Takie dodatki, jak: enzymy, kultury bakteryjne i/lub pleniowe, wspomagacze procesowe oraz dodatki smakowe nie znajduj si na duskiej, tzw. licie pozytywnej i nie mog by uyte bez uprzedniego udowodnienia, e nie stanowi zagroenia dla zdrowia publicznego. Uywane w przetwrstwie misa enzymy i kultury startowe musz wic mie odpowiednie atesty oparte o dokumentacj toksykologiczn. Prawo duskie okrela skad chemiczny przetworu misnego dopuszczonego do obrotu detalicznego pod wzgldem zawartoci: wody, biaka, kolagenu, tuszczu i soli. Preparaty biakowe rolinne lub zwierzce nie mog by stosowane do tzw. penomisnych wyrobw (szynki itp.). Mona je natomiast uy, deklarujc ich dodatek, do wyrobw kutrowanych. Ciekawostk duskiego prawa ywnociowego w odniesieniu do przemysu misnego jest obowizek informowania konsumenta, tj. deklarowanie, e wyrb zawierajcy wicej anieli 20% tuszczu jest produktem bdcym mieszanin misa i tuszczu. Ponadto nie uznaje si za miso: mzgu, masy misno-tuszczowej pozyskanej podczas mechanicznego odminiania koci, skrek, krwi i szeregu innych surowcw. Duskie przepisy prawa dopuszczaj do stosowania w przetwrstwie misa do dug list barwnikw. S one pod tym wzgldem bardzo liberalne. Dopuszcza si bowiem stosowanie: karotenoidw, kurkumy, karminu, erytrozyny, antocyjanw, annato, Ponceau 4R, czerwieni buraczanej (betaniny), ryboflawiny oraz cieni pomaraczowej poetycko nazwanej po angielsku Sunsetyellow FCF (El 10), tj. cieni zachodzcego soca. Mog by one uyte do produkcji wyrobw typu: salami, serwolatki, parwek i farszowych konserw misnych. Wykaz fosforanow(V) dopuszczonych do stosowania w przetwrstwie misa w Danii jest podobnie dugi jak dla barwnikw. Jednak maksymalnie dozwolona ich zawarto nie moe przekracza 0,5% jako P2O5 . Do niemal caego spektrum przetworw misnych wytwarzanych w Danii stosuje si tzw. wzmacniacze smaku, tj. m.in.: hydrochlorek lizyny, glicynian sodu, inozynian i gu- anylan sodu, glutaminian sodu, 5-inozyno monofosforan oraz 5-guanizyno monofosforan lub mieszanin trzech ostatnich zwizkw. Akceptowana zawarto soli w rnych przetworach misnych, wytwarzanych w Danii na rynek wewntrzny i/lub na eksport jest nastpujca: 2,0% w kiebasach parzonych, 3,3% w bekonie, 3,5% w fermentowanych kiebasach oraz 4,0% w surowych wdzonkach. Do produkcji wyrobw fermen


towanych zezwala si stosowa maltodekstryny mimo, e uywane kultury startowe mikroorganizmw nie mog wykorzysta tej substancji jako rda wgla. Spord cukrw powszechnie stosuje si glukoz. Prawo zezwala rwnie na stosowanie plazmy krwi w wielu wyrobach w iloci 5-20%, ale w hamburgerach ju nie wicej anieli 2%. Dodatek 1-2% pochodnych biaek mleka, tj. odtuszczonego mleka w proszku, kazeinianw oraz biaek serwatkowych jest legalny. Ich stosowanie jest oczywicie uzasadnione przez posiadane doskonae waciwoci funkcjonalne. Alternatywnie do biaek mleka w powszechnym uyciu s sojowe preparaty biakowe, gwnie koncentraty i izolaty. Duskie prawo ywnociowe nie zabrania uycia pszennego glutenu w przetwrstwie misa, szczeglnie do produkcji rolad z boczku. Mona go rwnie uy w mieszaninie z elatyn.

Z historycznego punktu widzenia fiskie prawo ywnociowe byo niemal identyczne, jak polskie. Np. zarwno w Finlandii, jak i w Polsce, poziom wolnych azotanw^) w finalnym produkcie nie mg by wikszy anieli 200 mg/kg. W roku 1979 zezwolono na wyjciow zawarto NaNC>2 na poziomie 150 mg/kg, jednoczenie limitujc zawarto azotanu(III) w produkcie finalnym do 75 mg/kg. Ju jednak 5 lat pniej dawk wyjciow azotanu(III) zmniejszono do 120 mg/kg, nie okrelajc jednak poziomu resztkowego. Zezwala si uywa jedynie mieszanki peklujcej. Azota- ny(V) stosuje si tylko w procesie produkcji wyrobw fermentowanych. Dopuszczalna zawarto azotanw(V) w finalnych wyrobach byy w przeszoci bardzo due i sigay 1000 mg/kg, ktre dopiero w 1973 r. zmniejszono do 500 mg/kg. Wspczenie, podobnie jak w Polsce, dozwolone przez przepisy prawa jest uycie azotanw do produkcji surowych wdzonek w zawartoci wyjciowej wynoszcej 300 mg/kg, a w wyrobach fermentowanych 205 mg/kg. W Finlandii, kiebasy parzone wytwarzane z dodatkiem 1,3% NaCl uznaje si za wyrb zawierajcy mao soli (nisko solny), przy przecitnej zawartoci soli w przedziale 1,3-1,8 %, przy czym zawarto soli wysza ni 1,9% lub wicej, musi by deklarowana. Wzorem dowiadcze fiskich, z ywieniowego punktu widzenia, godne naladownictwa byoby upowszechnienie w Polsce uywania, do produkcji parzonych kutrowanych wyrobw misnych, zamiast soli, mieszaniny: 57% chlorku sodu, 28% chlorku potasu, 12% siarczanu magnezu i 2% hydrochlorku lizyny, ktra na du skal jest stosowana w Finlandii. Uycie tej mieszaniny umoliwia bowiem zredukowanie spoycia sodu wraz z wyrobami misnymi o 35% wwczas, gdy nie stosuje si fosforanow(V) i o 20%, gdy s one uyte do produkcji. W fiskim przetwrstwie misa dominuje uywanie wielofosforanw w iloci 1,5 g/kg jako P2O5 . Konserwy misne zezwala si produkowa z dodatkiem acetylo- wanego adypinianu dwuskrobiowego w iloci 2 0 g/kg.

Polsk cechowao w przeszoci i nadal charakteryzuje, cho ju w nieco zagodzonej postaci, najbardziej restrykcyjne prawo ywnociowe w odniesieniu do dodatkw dopuszczonych do stosowania do ywnoci, w tym rwnie w przemyle mi

20 Zbigniew Duda

snym. Ponisze zestawienie jest doskona ilustracj takiego restrykcyjnego prawa (tab. 1 1 ).

T a b e l a 11

Iloci dodatkw dopuszczonych do stosowania w przetwrstwie misa.

Rodzaj . UE PolskaKonserwanty 7 3Przeciwutleniacze 12 4Regulatory kwasowoci 12 4Regulatory kwasowoci i substancje wice wod 15 2Substancje elujce 1 1Zagszczacze i stabilizatory 9 3Skrobie modyfikowane 2 -Wzmacniacze smakowitoci 9 4Barwniki 7 1

Cyt. za [4].

Zagodzone tendencje legislacyjne datuje si w Polsce na rok 1993. Zgodnie z nimi, za dozwolone przez prawo, uznaje si stosowanie azotanu(III) i azotanu(V) jako konserwantw. Azotan(III) mona stosowa jedynie w postaci mieszanki peklujcej zawierajcej 0,6% tego skadnika. Jest to ilo o 0,1-0,2% wiksza, anieli przecitne jego iloci uznane za dopuszczalne w wikszoci krajw UE. Ze wzgldw bezpieczestwa zdrowotnego, gwnie biorc pod uwag funkcj antybotulinow, zaleca si stosowa nie mniej ni 100 mg azotanu(III)/kg misa. Zezwala si na uycie azotanu^) w mieszaninie z sol jednak tylko do produkcji kiebas fermentowanych. Od 1993 r. moliwe jest stosowanie w Polsce zarwno kwasu askorbinowego, jak i izo- askorbinowego, wzgldnie ich soli sodowych w iloci 500 mg/kg misa, tj. o 200 mg wicej anieli w 1990 roku. Od 1993 r., w przetwrstwie misa, nie ma przeciwwskaza do stosowania glutaminianu sodu oraz rybonukleotydw w iloci 3g/kg. Nadal jednak dyskusyjne jest w Polsce stosowanie polifosforanw. O ile nie budzi zastrzee ich uycie do produkcji szynki z misa woowego (nie puszkowanej) na poziomie 3 g P20 5/kg misa, o tyle periodycznie renegocjuje si ich stosowanie w produkcji przetworw z misa wieprzowego, zarwno puszkowanych, jak i nie puszkowanych. Aktualnie do obu ww. asortymentw wyrobw z wieprzowiny, produkowanych na rynek wewntrzny, obowizuje stosowanie fosforanw nie przekraczajce 1,5 g P2 0 5/kg. Podstawowe funkcje fosforanw i skutki technologiczne ich stosowania w przetwrstwie misa przedstawiono w tab. 1 2 , podczas gdy stan formalno-prawny ich uycia w technologii przetwarzania misa drobiowego przestawiono w tab. 13.

Tabela 1 2


Funkcje i skutki technologiczne stosowania fosforanw w przetwrstwie misa.

II Funkcje fosforanw w przetwrstwie misa Skutki technologiczne ||Wywoywanie dysocjacji aktomiozyny Aktywowanie ATP-azy miozynowej Zwikszanie siy jonowej rodowiska Wywoywanie zmian buforowoci Kompleksowanie metali

Zmniejszanie wycieku cieplnego 1 Stabilizowanie ksztatu produktu (ograniczanie deforma- cji)Zwikszanie soczystoci i kruchoci Polepszanie zwizania plastrw i tym samym krajalnoci Oddziaywanie na barw i jej trwao Polepszanie standardu mikrobiologicznego

Cyt. za [60]. Modyfikacja Z. Duda

T a b e l a 13

Stan sanitamo-prawny stosowania fosforanw w przetwrstwie misa drobiowego.

1. Rodzaje zwizkw fosforu dopuszczone w produkcji przetworw z misa drobiowego:pirofosforan dwusodowy - E 450 apirofosforan czterosodowy - E 450 cpirofosforan dwupotasowy - E 450 dpirofosforan czteropotasowy - E 450 ctrj fosforan sodowy - E 451 atrj fosforan potasowy - E 451 bpolifosforan alifatyczny sodu - E 452 apolifosforan alifatyczny potasu - E 452 b

2. Decyzja Gwnego Inspektora Sanitarnego: ZPU-4434-Ms-90/IG/93/94 z dnia 15.04.1994r.3. Okres wanoci zezwolenia: do 30 kwietnia 1999r.4. Zakres stosowania: w produkcji wdzonek drobiowych oraz szynek w puszkach i w folii w cznej

dawce 1.500 mg/kg gotowego produktu, w przeliczeniu na P2O5.5. Ograniczenia: zezwolenie zostao wydane z uwzgldnieniem nastpujcych warunkw:

konsument bdzie poinformowany o stosowaniu zwizkw fosforu do ww. produktw (oznakowanie na opakowaniu z podaniem nazwy i symbolu), rozszerzenia iloci asortymentw wyrobw wdliniarskich wprowadzajc nowe szlachetne odmiany wdlin produkowanych bez dodatku polifosforanw

Cyt.za [60]. Modyfikacja Z. Duda

Stosowanie niemisnych dodatkw biakowych ma w Polsce tradycj sigajc wczesnych lat szedziesitych, kiedy to zezwolono na uycie, gwnie do produkcji wyrobw kutrowanych, biaek mleka w postaci kazeinianw i koprecypitatw sodu. Izolat biaka sojowego, w postaci PROMINY D, zaczto legalnie stosowa na pocztku lat 70. Pniej (lata 1975-1982) nadesza era substytucji biaka tkankowego tekstu- ratami biaka sojowego produkowanego z mki sojowej oraz z koncentratu biaka so-

22 Zbigniew Duda

jowego. W szczytowych latach tej ery wrcz obligowano do zamiennikowania, zalecajc nawet stosowanie mieszaniny dodatku skadajcego si z kazeinianu, koprecypi- tatu i teksturowanych preparatw biaka sojowego. Ilociowe poziomy zamiennikowania sigay np. dla mortadeli 25% recepturowego wsadu misnego, a okoo 1/12 oglnego spoycia wyrobw misnych bya w postaci biaka sojowego. Wspczenie, w skadzie surowcowym wszystkich wyrobw, rwnie w konserwach, biaka sojowe w postaci izolatw lub koncentratw, o cile okrelonych waciwociach funkcjonalnych, s prawnie dozwolone do stosowania w iloci od 1,5-2,0%. Dodatek kazeinianu sodu na poziomie 2 0 g/kg jest z prawnego punktu widzenia traktowany jako funkcjonalny podczas, gdy 30 g/kg jako substytucyjny i wymaga zgody Gwnego Inspektora Sanitarnego. Jako zamiennika tuszczu w wyrobach kutrowanych zezwala si aktualnie w Polsce na uycie agaru i/lub karagenu. W trosce o ograniczenie chorb cywilizacyjnych, w tym schorze krenia, legalne jest uycie mieszaniny chlorku sodu i chlorku potasu w proporcji 50:50. Od 1985 r. na tzw. pozytywnej licie dodatkw dopuszczonych do stosowania w przetwrstwie misa s cytryniany sodu albo potasu w iloci 0,3 g/kg podczas, gdy od 1993 r. mona do produkcji wyrobw misnych uywa kwasu mlekowego na poziomie 5 g/kg oraz GDL przy produkcji wyrobw fermentowanych w dawce rwnie 5 g/kg.

Od daty opublikowania w 1993 r. przepisw prawa ywnociowego dotyczcego stosowania dodatkw w procesie produkcji ywnoci upyno 7 lat, podczas ktrych kilkukrotnie je aktualizowano, rozszerzano i przystosowywano do dziaalnoci gospodarczej. Mona rwnie zakada, e asortyment i wielko dawek dodatkw stosowanych w przetwrstwie misa w Polsce, nawet po ich fragmentarycznym zliberalizowaniu, nie spowoduj kopotw i nie bd przeszkod dla przyjcia Polski do UE. Naley jednak z ca konsekwencj zadba o to, eby wszelkie dodatki, a szczeglnie farmakologicznie czynne, takie jak np. azotan sodu(III) byy uywane z przestrzeganiem zasady:1. Minimalizowania iloci wyjciowych w celu moliwie maksymalnego ograni

czenia resztkowej ich pozostaoci w wyrobach finalnych oraz,2. Stosowa tylko tak duo okrelonego dodatku ile jest to bezwzgldnie koniecz

ne i tak mao jak to jest tylko moliwe.Ponadto niezbdne s dziaania ukierunkowane na znaczce zwikszenie wiedzy

konsumentw o problemach zwizanych z racjonalnym odywianiem si i o dziaaniach przetwrczych ukierunkowanych na produkowanie ywnoci nie zagraajcej zdrowiu publicznemu, m.in. poprzez stosowanie bezpiecznych dodatkw funkcjonalnych. Do konsumentw, rnymi metodami i rodkami komunikowania si, musz dotrze informacje, e:


1 ) dodatki stosowane w przetwrstwie misa maj na celu uksztatowanie i zagwarantowanie bezpieczestwa zdrowotnego, trwaoci przechowalniczej, atrakcyjnego wygldu i dobrej jakoci oraz optymalnej wartoci ywieniowej,

2 ) stosowanie dodatkw uzasadnia dobrze pojty interes zarwno konsumenta, jak i producenta, bowiem obie strony korzystaj jeli przestrzegaj zasady racjonalnego ich uycia,

3) uycie dodatkw jest z reguy dziaaniem ukierunkowanym w swym skutku na ekonomicznie efektywne przetwarzanie surowcw rzenych i jednoczenie gwarantujce spenienie oczekiwa i wymaga konsumentw odnonie jakoci produkowanych wyrobw.

Podsumowanie

1. Stosowanie dodatkw w przetwrstwie misa jest niezbdne ze wzgldw technologicznych, higienicznych, sensorycznych oraz ekonomicznych. Konieczno ich uycia, wielkoci dawek, zestawy jakociowe itp. musz podlega zatwierdzeniu przez wadze ochrony zdrowia publicznego podejmujce decyzj w oparciu o wyniki bada toksykologicznych.

2. Konsumenci musz by informowani o surowcowych skadnikach receptur i stosowanych dodatkach. Uczciwa, wiarygodna i wyczerpujca kampania informacyjna winna zawsze towarzyszy promocji ywnoci wprowadzanej do obrotu handlowego, dotyczy to szczeglnie nowych asortymentw.

3. Producenci musz ukierunkowa swoje postpowanie wytwrcze na konieczno jakociowego i ilociowego zmniejszania stosowania dodatkw do niezbdnego minimum. W tym celu powinni korzysta m.in. z postpu technicznego i technologicznego, tj. z nowoczesnej technologii procesowej. W komunikowaniu si z konsumentami naley unika stwierdze w rodzaju: w naszym produkcie nie ma chemii lub nie korzystamy z chemii przy wytwarzaniu naszych wyrobw.

LITERATURA

[1] Achremowicz B., Koras J.: Waciwoci cyklodekstryn. ywno. Technologia. Jako., 3 (8), 1996,14.

[2] Ahmed A.M., Marriott N.G., Claus J.R.: Phosphates and meat. Meat Focus International, 4, 5, 1995, 189.

[3] Anon: Codex Alimentarius. Division 3. Food Additives, Abridged version. Ed. B. Smyth FAO/WHO, Rome. 1990.

[4] Anon: Acidulants: Ingredients that do more than meet the acid taste, Food Technology, 44, 1, 1990, 76.

[5] Anon: Phosphates improve many foods. Food Technology, 44, 4, 1990, 80.

24 Zbigniew Duda

[6] Anon: Evaluation of certain food additives and contaminants. WHO Technical Report Series 806, 37th report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. WHO, Geneva 1991.

[7] Anon: Preparat HVF 51 w produkcji szynek. Biaka SUPRO w przetwrstwie misa. Mat. I Krajowa Konferencja Protein Technologies International, Gdask. Cz. 4. 1991.

[8] Anon: Food Additives: U.S. Products, applications, markets. Technomic Publishing Co. Inc., Lancaster, Basel, 1992.

[9] Anon: Handbook for the Meat Processing Industry. Meat, Poultry and Fish. Copenhagen Pectin A/S, 1993.

[10] Anon: Additives in franks. Meat Processing: International Edition, 2, 4, 1995, 14.[11] Anon: Hydrokoloidy. Waciwoci i zastosowanie w technologii ywnoci. Miso i Wdliny, 5,

1998, 58, 60.[12] Anon: Nowe niemieckie uregulowania prawne. Substancje dodatkowe w produktach misnych.

Miso i Wdliny, 3, 2000, 38, 40.[13] Balakrishnan Nair R.: Flavourings. Spices-their application and role in meat products. Meat Focus

International 3, 10, 1994, 417.[14] Bogoczek R., Napieraa W.: Mleczan wapnia, jako, waciwoci i kierunki zastosowa. Przem.

Spo., 52, 4, 1998, 46.[15] Bogoczek R., Napieraa W.:. Kwas mlekowy, jako, waciwoci i kierunki zastosowa. Przem.

Spo., 52, 6, 1998, 43.[16] Dbrowski K.J.: Podsumowanie dowiadcze stosowania SUPRO 595 w produktach misnych. Mat.

II Krajowej Konferencji dla Przemysu Misnego. Protein Technologies International, Warszawa, 15.10.1993,46.

[17] Dbrowski K.J.: Nowe wyzwania i moliwoci w przetwrstwie drobiarskim z udziaem biaek SUPRO. Mat. I Krajowej Konferencji dla Przemysu Drobiarskiego. Protein Technologies International, Warszawa, 10.06.1994, 19.

[18] Dbrowski K.J., Gwiazda S., Rutkowski A.: Non-meat proteins as functional ingredients in meat processing. International Food Ingredients, 1, 6, 1991, 26.

[19] Duda Z.: Dodatki do ywnoci pochodzenia zwierzcego. Przem. Spo., XLVII (47), 5, 1993, 135.[20] Duda Z.: Wybrane zagadnienia stosowania azotynu w przetwrstwie misa. ywno. Technologia.

Jako, 3 (16), 1998, 5.[21] Duda Z.: Dodatki funkcjonalne w przetwrstwie misa. Cz. I. Gosp. Mis., L (50), 4, 1998, 32.[22] Duda Z.: Dodatki funkcjonalne w przetwrstwie misa. Cz. II. Gosp. Mis., L (50), 5, 1998, 40.[23] Gustaw W., Mleko S.: Waciwoci funkcjonalne i zastosowanie karagenw w mleczarstwie. yw

no. Technologia. Jako, 1 (14), 1998, 71.[24] Fortuna T.: Skrobie modyfikowane w produkcji ywnoci. ywno. Technologia. Jako, 1 (2),

1995, 3.[25] Keeton J.T.: Non-meat ingredients for low-/no fat processed meats. Proc. 49th Annual AMS A Rec.

MeatConf., 1996, 23.[26] Koakowski E.: Substancje konserwujce ywno. Cz I. Przem. Spo., 54, 4, 2000, 46.[27] Koakowski E.: Substancje konserwujce ywno. Cz II. Stosowanie konserwantw w wietle

prawa ywnociowego w Polsce i Unii Europejskiej, 54, 5, 2000, 39.[28] Korzeniowski W., Dajnowicz Z., Jaro E., Szczepaski Sz.: Moliwoci wykorzystania biaek mleka

w produkcji przetworw misnych. Gosp. Mis., LI (51), 5, 22, 1999, 24.[29] Korzeniowski W.: Technologiczne moliwoci wykorzystania mleczanu sodu. Gosp. Mis., LI (51),

4, 1999, 40.[30] Kostrzewa E.: Wybrane zagadnienia dotyczce przypraw zioowych stosowanych w przemyle spo

ywczym. W: Stan aktualny i perspektywy rozwoju wybranych dziedzin przetwrstwa ywnoci.


Red. Warchalewski, J.R. Tom 3, Zioa i przyprawy zioowe. Wydawnictwo PTT - Oddzia Wielkopolski, Pozna 1996, rozdz.21, 47.

[31] Lamkey J.W.: Non-meat ingredients for meat processing. Proc.51st Annual AMSA Rec. Meat Conf. 51, 1998,48.

[32] Lewandowicz H., Walkowski A., Gawcki J.: Fosforany skrobiowe - charakterystyka, funkcje technologiczne i ywieniowe. Przem. Spo., 53, 3, 1999, 34-36, 40.

[33] Maga J.A., Tu A.T. (Eds.): Food Additive Toxicology. Marcel Dekker, Inc. New York, Basel, Hong- Kong, 1994.

[34] Makaa H., Tederko A.: elatyna spoywcza - proces produkcji, waciwoci, zastosowanie. Gosp. Mis., LI (51), 1999, 10, 30, 32, 34.

[35] Mandigo R.W.: Processed meat year 2008. Proc. 51st Annual AMSA Rec. Meat Conf., 51, 1998, 53- 56.

[36] Marion J.P., Andrin A., Maignial,L., Brevard H.: Spices and their extracts: utilization, selection, quality control and new developments. W: G. Charalambous. Ed. Spices, Herbs and Edible Fungi. Elsevier Sci. B.V., 71, 1994.

[37] Marshall S.: Food ingredients: the role of dairy products. Proc.24th International Dairy Congress, September, 1994.

[38] Michalski M.M.: Karageny w przemyle misnym. Gosp. Mis., L (50), 1998, 9, 62, 66, 69.[39] Morr C.V., Ha E.Y.W.: Whey protein concentrates and isolates: Processing and functional properties.

Crit. Rev. Food. Sci. and Nutrition, 33 (6), 1993, 431.[40] Napieraa W.: Mleczan sodu w przetwrstwie misa. Gosp. Mis., XLIII (43), 6, 1966, 28-30, 34.[41] Pedersen H.E.: Poprawa jakoci wyrobw misnych poprzez zastosowanie koncentratw biaka

sojowego. Mat. Konferencji Naukowo-Technicznej pt. Postp techniczny i technologiczny w przemyle misnym, 27-28. 01. 1994.

[42] Pedersen H.E.: Application of soya protein concentrates in processed meat products. Experience from different countries. Fleischwirtschaft, 75, 6, 1995, 798.

[43] Pietrasik Z., Duda Z.: Dodatki funkcjonalne w przetwrstwie misa w perspektywie XXI wieku. Medycyna Weterynaryjna, 55, 8, 1999, 501.

[44] Pospiech E., Pyrcz J., Dolata W., Uchman W.: Postp techniczno-technologiczny w przetwrstwie misnym. W: stan aktualny i perspektywy rozwoju wybranych dziedzin przetwrstwa ywnoci. Tom 2. Red. Warchalewski J.R.. Wydawnictwo PTT, Oddzia Wielkopolski, Pozna, Rozdz. 9, 1995, 35.

[45] Praca zbiorowa pod red. K.O. Honikela: The use of additives in meat products throughout Europe. European Consortium for Continuing Education in Advanced Meat Science and Technology, Utrecht, 1995.

[46] Praca zbiorowa pod red. Czapski J., Grajek W., Pospiech E.: Surowce, technologia i dodatki a jako ywnoci. Wydawnictwo AR Pozna, 1999.

[47] Rutkowski A., Gwiazda S., Dbrowski J, Czapski J., Kamiski E., Pluta A.: Substancje dodatkowe i skadniki funkcjonalne ywnoci. Agro and Food Technology, Sp. z o.o. Czelad, 1997.

[48] Rutkowski A., Kozowska H.: Preparaty ywieniowe z biaka rolinnego. WNT, Warszawa, 1981.[49] Rutkowski A.: Rynek dodatkw a wspczesne technologie ywnoci. Przem. Spo., 51, 9, 1997, 59.[50] Rutkowski A.: Stosowanie kwasu mlekowego i pochodnych w wietle ustawodawstwa. Przem.

Spo., 53, 1998, 3-5, 11.[51] Rutkowski A.: Dodatki w przetwrstwie misnym i co dalej. Miso i Wdliny, 3, 2000, 20.[52] Smith R.L., Newbeme P., Adams T.B., Ford R.A., Hallagan J.B.: The FEMA (Flavour and Extracts

Manufacturers Associations) Experts. GRAS Flavoring Substances 17. Food Technology, 50, 1996, 10,71.

26 Zbigniew Duda

[53] Strack H.J.: Phosphate key ingredients in meat products. International Food Ingredients, 2, 5, 1992, 45.

[54] Synowiecki J., Sikorska-Winiewska G.: Funkcjonalne waciwoci i zastosowanie hydrolizatw biakowych, ywno. Technologia. Jako, 3 (12), 1997, 20-27.

[55] Tederko A.: Zastosowanie skrobi w przetwrstwie misnym. Gosp. Mis., L 3, (50), 1998, 42.[56] Terrell R.N.: Non-meat additives for sausages and processed meats. Proc. Meat Industry Research

Conference. American Meat Institute Foundation, 17, 1978.[57] Tomasik P.: Skrobie modyfikowane i ich zastosowanie. Przem. Spo., 54, 4, 2000, 16.[58] Tyszkiewicz I.: Stosowanie dodatkw do ywnoci w przemyle misnym rnych krajw europej

skich, Gosp. Mis., XLII (42), 6, 1995, 18.[59] Tyszkiewicz S.: Dodatki do ywnoci w wietle ustawodawstwa Unii Europejskiej. Przem. Spo., 53,

3, 1999, 5.[60] Wciso H.: Polifosforany w przetwrstwie misa drobiowego. Mat. I Krajowej Konferencji dla Prze

mysu Drobiowego. Protein Technologies International, Warszawa, 54, 1994.

DOMESTIC AND INTERNATIONAL REGULATIONS OF USE IN MEAT PRODUCTS MANUFACTURING OF THE FUNCTIONAL ADDITIVES AND PRESERVATIVES

Summary

Use of most common assortments of additives and preservatives in processed meat products manufacturing by domestic and foreign meat industry and their functional properties are described. Local and European law regulations applied regarding their use are briefly presented and discussed. General policy of additives and preservatives use in food products processing is emphasised. Hi

YWNO 4(25), 2000

EWA DOMIAN, ANDRZEJ LENART

ADSORPCJA PARY W ODNEJ PRZEZ YWNO W PROSZKU


W pracy omwiono podstawowe zagadnienia zwizane z adsorpcj pary wodnej przez ywno w proszku. Przedstawiono znaczenie ywnoci w proszku w technologii ywnoci oraz scharakteryzowano izotermy adsorpcji pary wodnej przez ywno w proszku. Szczegln uwag zwrcono na kinetyk adsorpcji pary wodnej przedstawiajc kilka modeli matematycznych opisujcych kinetyk adsorpcji pary wodnej.

Znaczenie ywnoci w proszku w technologii ywnoci

Koncentraty spoywcze stanowi specyficzn ywno, o duym stopniu przetworzenia i dugiej trwaoci, przystosowan do szybkiego przygotowania lub nawet gotow do bezporedniego spoycia. Oglnie mona przyj, e s to artykuy wystpujce w postaci suchych mieszanek surowcw rolinnych, zwierzcych i innych dodatkw smakowo-zapachowych, ktre po odtworzeniu w cieczy (wodzie, mleku) daj produkty gotowe do spoycia. Znane s koncentraty obiadowe w proszku (zupy, sosy), desery w proszku (budynie, kisiele, galaretki, pianki, kremy i lody), koncentraty ciast i napojw w proszku oraz koncentraty specjalnego przeznaczenia, jak odywki dla dzieci i niemowlt lub odywki dla sportowcw i diabetykw. Skad recepturowy koncentratw w proszku jest bardzo zrnicowany.

Form proszku mona uzyska podczas rozdrabniania produktw spoywczych zawierajcych mao wody (np. mka, kakao). Gotowe produkty suszenia walcowego, rozpyowego, liofilizacyjnego czy pianowego, rwnie uzyskuj form proszkw. Do uzyskania drobnoziarnistych proszkw, bez potrzeby zastosowania procesu mielenia, z wyjciowego produktu w postaci pynnej lub ppynnej najczciej stosuje si suszenie rozpyowe. Krtki czas suszenia rozpyowego wyklucza szkodliwy wpyw wysokich temperatur na wraliwe skadniki suszonych produktw.

Mgr in. E. Domian, prof, dr hab. A. Lenart, Katedra Inynierii ywnoci i Organizacji Produkcji, Szkoa Gwna Gospodarstwa Wiejskiego, 02-787 Warszawa, ul. Nowoursynowska 166.

28 Ewa Domian, Andrzej Lenart

Sypka forma ywnoci w proszku otrzymanej rnymi metodami i wszystkie cechy zwizane z tym stanem, a wic wielko czstek, gsto nasypowa, sypko, higroskopijno, waciwoci rekonstytucyjne stanowi jedno z podstawowych zainteresowa technologii ywnoci. Waciwoci fizyczne proszkw bardzo czsto decydujo jakoci gotowego produktu. Drobnoziarniste proszki s niejednokrotnie uciliwe w stosowaniu. Ich zwilalno jest niewielka, gsto nasypowa mniejsza od gstoci wody, co powoduje, e porcja proszku utrzymuje si na powierzchni cieczy, a oddziaywania midzy czstkami utrudniaj proces dyspergowania. Materiay takie ulegaj powolnemu dyspergowaniu dopiero w trakcie intensywnego mieszania. W technologii ywnoci bardzo czsto stosowana jest aglomeracja proszkw. Proces ten umoliwia nadawanie okrelonego ksztatu i wielkoci czstkom materiaw drobnoziarnistych oraz zmienia waciwoci fizyczne proszkw w takim stopniu, e ich rozpuszczanie przebiega szybko i samorzutnie. Poza tym proszki aglomerowane trudniej ulegaj zbrylaniu i zachowuj sypko w procesie magazynowania [6 ].

Bardzo wan cech ywnoci w proszku jest zawarto wody oraz higroskopijno tych produktw. Oglnie mona przyj, e produkty o porowatej strukturze, o wysokim stopniu rozdrobnienia oraz wszelkie susze s silnie higroskopijne. ywno w proszku moe by silnie higroskopijna ju przy niskiej i redniej wilgotnoci wzgldnej powietrza. Zawarto wody w ywnoci w proszku odgrywa istotn rol w trwaoci tych produktw [1 2 ].

Sorpcja pary wodnej przez ywno w proszku

Sorpcja pary wodnej przez produkty spoywcze jest zjawiskiem o duym znaczeniu w technologii ywnoci. Charakter higroskopijny ywnoci wie si ze zdolnoci do pochaniania wody w rodowisku wilgotnym lub oddawania wody w rodowisku suchym, co powoduje zmian zawartoci wody w produkcie. Zdolnoci adsorpcji i desorpcji pary wodnej s cechami charakterystycznymi danego materiau i zale od jego skadu chemicznego i budowy.

Kady produkt ma specyficzn dla swej budowy i skadu chemicznego tak zwan krytyczn zawarto wody. Ta zawarto wody stanowi granic, przekroczenie ktrej pod wpywem zmian wilgotnoci otoczenia powoduje niekorzystne zmiany cech jakociowych. Zmniejszenie zawartoci wody poniej wartoci krytycznej powoduje ubytki masy, stwardnienie produktu, straty aromatu, a take sprzyja utlenianiu tuszczw. Znacznie szerszy zakres zmian ma miejsce w przypadku przyrostu zawartoci wody powyej wartoci krytycznej. Zmiany te mog mie charakter fizyczny, chemiczny, enzymatyczny i mikrobiologiczny. Tym samym wilgotno produktu spoywczego, lub cilej mwic jego aktywno wody, decyduje o jego cechach fizycznych, wpywa na przebieg reakcji chemicznych oraz na aktywno kompleksu enzymatycznego i stabilno mikrobiologiczn [1 1 ].

ADSORPCJA PARY WODNEJ PRZEZ YWNO W PROSZKU 29

Izotermy sorpcji pary wodnej

Kadej zawartoci wody w materiale, w stanie rwnowagi midzyfazowej w ukadzie para wodna - ciao stae, odpowiada okrelona prno pary wodnej to jest wilgotno wzgldna otoczenia. W stanie rwnowagi, wilgotnoci wzgldnej otaczajcej atmosfery odpowiada aktywno wody materiau. Parametr ten okrela dostpno wody w ywnoci dla przebiegu reakcji fizykochemicznych, enzymatycznych oraz dla rozwoju drobnoustrojw.

Zaleno midzy aktywnoci wody i zawartoci wody w ywnoci, w staej temperaturze i przy staym cinieniu cakowitym, jest okrelona izoterm sorpcji. Ksztat izotermy sorpcji odzwierciedla mechanizm wizania wody w materiale. Wraliwo produktw suszonych na wilgo oraz ich zdolno chonicia wody mog by okrelone na podstawie ksztatu izoterm.

Izotermy sorpcji znajduj zastosowanie w wielu dziedzinach technologii ywnoci. Okrelono gwne kierunki wykorzystania izoterm sorpcji wody. W aspekcie teoretycznym umoliwiaj one badanie waciwoci termodynamicznych sorpcji wody, jak okrelenie entalpii i stopnia zwizania wody. Znajomo izoterm sorpcji umoliwia rwnie badanie struktury materiau poprzez okrelenie powierzchni waciwej sorpcji, porowatoci czy krystalicznoci materiau. Praktyczne zastosowanie izoterm sorpcji w przetwrstwie ywnoci obejmuje suszenie, nawilanie, mieszanie skadnikw, pakowanie i przechowywanie [8 ].

Znajomo izoterm sorpcji pary wodnej przez ywno w proszku jest niezbdna w celu zapewnienia optymalnych warunkw przechowywania ywnoci suszonej pakowanej w opakowania niehermetyczne. W literaturze proponowanych jest wiele metod i modeli matematycznych opartych na wykorzystaniu izoterm sorpcji, umoliwiajcych prognozowanie trwaoci przechowalniczej ywnoci suszonej jako funkcji waciwoci materiaw opakowaniowych oraz niekorzystnych reakcji obniajcych jako produktu [14].

Substancje rozpuszczalne zawarte w ywnoci podlegaj przemianom fazowym, ktrych wystpienie i szybko zmian s uzalenione od obecnoci wody. Do opisu zachodzcych przemian wymagana jest znajomo kinetyki, jak i stanu rwnowagi sorpcyjnej. Przykadowo sacharoza zachowuje si rnie podczas adsorpcji wody w zalenoci od jej stanu fizycznego. Przy aktywnoci wody poniej 0,8 sacharoza krystaliczna adsorbuje bardzo mao wody, a nastpnie przy wyszych aktywnociach wody zaczyna si rozpuszcza. Sacharoza w stanie bezpostaciowym pochania par wodn i osiga zawarto wody znacznie wysz ni w stanie krystalicznym. Adsorpcja wody prowadzi do rozerwania czci wiza wodorowych i zwikszenia ruchliwoci czsteczek sacharozy, a to z kolei ewentualnie umoliwia przejcie cukru z meta- stabilnego stanu bezpostaciowego w stan stabilny krystaliczny. W procesie tym cukier


traci wod. Rekrystalizacja, ktra przebiega wolno przy niskich wilgotnociach rodowiska, ulega przyspieszeniu z przejciowym choniciem wody przy wyszych wilgotnociach wzgldnych powietrza [26].

Rozpuszczalne substancje bdce w metastabilnym stanie amorficznym, mog wystpowa w wielu produktach spoywczych. Stan amorficzny jest zwykle wynikiem szybkiego usuwania wody poprzez suszenie. Produkty spoywcze suszone metod liofilizacji charakteryzuj si amorficznym stanem zawartych w nich substancji rozpuszczalnych, co ma wpyw na chemiczne i fizyczne zmiany w czasie przetwarzania ywnoci i jej skadowania. Krystalizacja cukrw w wyniku sorpcji wody w produktach spoywczych w postaci proszku, takich jak koncentraty ciast, napojw, wie si z problemem zbrylania i zlepiania proszkw [10]. Szybko krystalizacji cukrw w suszonej ywnoci zaley rwnie od obecnoci innych substancji. Zaobserwowano spowolnienie krystalizacji sacharozy w obecnoci skrobi i celulozy podczas adsorpcji pary wodnej w rodowiskach o rnej wilgotnoci [5].

Wysuszone produkty mleczarskie, a w szczeglnoci odtuszczone mleko w proszku s czsto przedmiotem bada, w celu wyjanienia przemian fizycznych, jak i reakcji chemicznych zalenych od skadu, aktywnoci wody i temperatury rodowiska oraz od innych parametrw. Szczegln uwag zwrcono na badania efektu krystalizacji laktozy w powizaniu z sorpcj pary wodnej. Amorficzna laktoza w wysuszonym rozpyowo odtuszczonym mleku w proszku krystalizuje i uwalnia wod przy wilgotnoci wzgldnej powietrza od 0,42 do 0,52 w temperaturze 25C, co jest rwnowane wilgotnoci proszku od 7 do 9,5% [10]. Zalecana minimalna zawarto wody w celu zabezpieczenia proszku mlecznego przed krystalizacj w temperaturze pokojowej wynosi 6 %. Zaobserwowano rwnie przerwanie w izotermach adsorpcji pary wodnej w przypadku serwatki w proszku w zakresie wilgotnoci wzgldnej powietrza 0,33- 0,44 [27]. Rne typy krysztaw laktozy mog pojawi si zalenie od temperatury i wilgotnoci rodowiska, zawartoci wody i pocztkowego stosunku form (3 i a w amorficznym stanie laktozy [1 , 2 ].

Kinetyka adsorpcji pary wodnej

Pochanianie pary wodnej przez ywno w rodowisku o wyszej wilgotnoci powoduje, e wzrastajca masa i zawarto wody w produkcie s funkcj czasu. Zaleno przyrostu zawartoci wody w produkcie od czasu nosi nazw krzywej kinetycznej adsorpcji i stanowi podstaw do interpretacji kinetyki tego procesu.

Wedug Ocika [22] krzywa kinetyczna adsorpcji jest funkcj logarytmiczn czasu:

M = Mr ( l - e kt) (1)


a krzywa szybkoci adsorpcji funkcj wykadnicz:

dt(2)

gdzie:M - ilo zaadsorbowanej substancji z fazy gazowej w czasie,Mr - rwnowagowa ilo substancji zaadsorbowanej po czasie > o? t - czas,k-staa szybkoci adsorpcji zalena od rodzaju adsorbatu i powierzchni adsor

bentu oraz temperatury i cinienia gazu.Prbowano stosowa rwnanie kinetyczne dla reakcji pierwszego rzdu do opisu

szybkoci adsorpcji gazu na adsorbentach porowatych [2 2 ]:

Staa k zaley w tym przypadku take od wspczynnika dyfuzji gazu w porach adsorbentu. Dyfuzja w porach jest etapem procesu o znacznie niszej szybkoci w porwnaniu z waciwym procesem adsorpcji. Wielko efektywnego wspczynnika dyfuzji zaley od charakteru porowatoci adsorbentu oraz waciwoci powierzchni i zmienia si w szerokim zakresie. Trudno jest znale rwnanie matematyczne na szybko adsorpcji, ktre uwzgldniaoby wszystkie parametry zwizane z przebiegiem tego procesu (np. zmiana szybkoci dyfuzji przy zmianie wielkoci gradientu stenia adsorbatu). Z podanych wzgldw dotychczas najbardziej prawidowym opracowaniem danych eksperymentalnych kinetyki adsorpcji s wykresy obrazujce przebieg zalenoci zmiany iloci substancji zaadsorbowanej od czasu trwania procesu.

Wielu autorw do opisu danych sorpcyjnych proponuje skomplikowane modele matematyczne majce swoje rda w teorii dyfuzji Fickaa i oparte na rwnaniu Cran- ka. Modele te stosowano do opisu sorpcji wody przez nasiona soi [21], skrobi [25] oraz kukurydzy [2 0 ].

Peleg [23] krzywe kinetyczne adsorpcji wody opisa za pomoc prostego modelu matematycznego uzyskujc rwnanie na szybko adsorpcji o nastpujcej postaci:

(3)

(4)

gdzie:M - zawarto wody, ki, k2 - stae.


Przedstawiony model Peleg zastosowa do opisu danych eksperymentalnych kinetyki adsorpcji pary wodnej przez mleko w proszku i ry oraz kinetyki absorpcji wody w procesie moczenia ryu. Model Pelega moe by stosowany do przewidywania, lub co najmniej do szacowania zawartoci wody po dugim czasie procesu adsorpcji na podstawie danych eksperymentalnych z testw o krtkim czasie dowiadczenia. Zalet tego modelu jest prosty i wygodny sposb stosowania. Stwierdzono du zgodno modelu z danymi dowiadczalnymi przy opisie absorpcji wody w czasie procesu na- maczania nasion rolin strczkowych [30] oraz orzechw laskowych [15].

Szybko chonicia wody przez produkty spoywcze w proszku, zawierajce biaka rolinne i zwierzce oraz skrobie, okrelano korzystajc z nastpujcego rwnania empirycznego [24]:

7 r = r V ( M ' - M F ( 5 )dt t^M.71

gdzie:(Mr - M) - wskanik nienasycenia,( ty Mr) ' 1 - staa szybkoci,

ty - czas potrzebny do osignicia Mr /2.

Krzywe kinetyczne adsorpcji wody przez proszki sokw cytrusowych opisane zaproponowanym rwnaniem uzyskay do du zgodno z danymi eksperymentalnymi, zwaszcza w niszych wilgotnociach rodowiska [17].

W wielu badaniach z powodzeniem wykorzystano rwnanie Pagea do matematycznego opisu szybkoci nawilania ziaren zb, nasion rolin oleistych, rzepaku [29], ryu [3] oraz soi [21],

M R = m '~ 5 = e x p ( ~ ( k t ) ) ( 6 )M0 -M rgdzie:

MR - stopie nawilenia,Mo - pocztkowa zawarto wody,n - staa procesu nawilania.

Kinetyka adsorpcji wody, bez opisu matematycznego krzywych, przez produkty wysuszone jest udokumentowana w literaturze w odniesieniu do: sacharozy i glukozy [18]; elw (skrobia, elatyna), ziemniakw, brzoskwi, woowiny [28]; woowiny [9]; sokw cytrusowych [16]; misa [19]; puree bananowego [4]; aglomerowanego mleka


w proszku [6 ]; suszonego osmotycznie jabka, dyni i marchwi [7], mleka w proszku [13].

Szybko adsorpcji pary wodnej zalena jest od wilgotnoci wzgldnej i temperatury rodowiska oraz od porowatoci produktu i wielkoci porw [4]. Duy wpyw na adsorpcj pary wodnej przez ywno w proszku ma skad chemiczny i stan fizyczny poszczeglnych skadnikw. Lai i Schmidt [13] badali krystalizacj laktozy w odtuszczonym mleku w proszku w funkcji wilgotnoci rodowiska (w przedziale0,01 -0,94), czasu (przez dwa tygodnie), w staej temperaturze (20C) podczas adsorpcji pary wodnej. Przegicie w krzywej kinetycznej zwizane z krystalizacj laktozy zaobserwowano przy wilgotnoci wzgldnej powietrza 0,54.

Podsumowanie

ywno w proszku jest przykadem skoncentrowanej ywnoci okrelanej mianem szybkiej w przygotowaniu, wygodnej, niejednokrotnie gotowej do spoycia, o stosunkowo duej trwaoci. ywno w proszku stanowi form produktw trwaych, wygodnych i atwych w dalszych operacjach technologicznych oraz w obrocie i transporcie.

Produkty sypkie, zarwno pod postaci proszkw, jak i aglomeratw cechuje dua wraliwo na wilgo wyraan jako zdolno adsorpcji pary wodnej z otoczenia (higroskopijno). Do oceny waciwoci sorpcyjnych produktu niezbdne jest uzyskanie danych opisujcych kinetyk i izotermy adsorpcji pary wodnej. Poniewa para wodna jest adsorbowana z rn szybkoci przez rne substancje, jak te przez te same substancje, ale przy rnych zawartociach wody i przy rnych wilgotnociach wzgldnych powietrza, niezbdne jest charakteryzowanie caego procesu adsorpcji w warunkach dynamicznych.

Zaleno przyrostu zawartoci wody w ywnoci w proszku od czasu procesu stanowi podstaw do interpretacji kinetyki adsorpcji. Ksztat krzywej kinetycznej adsorpcji wynika ze skadu i struktury ywnoci w proszku oraz zaley od temperatury i wilgotnoci rodowiska. Trudno jest znale rwnanie matematyczne na szybko adsorpcji, ktre uwzgldniaoby wszystkie parametry zwizane z przebiegiem tego procesu. Dlatego interesujcym jest badanie moliwoci przewidywania przebiegu kinetyki i izoterm adsorpcji pary wodnej przez ywno w proszku na podstawie jej skadu i waciwoci sorpcyjnych poszczeglnych komponentw.

Znajomo kinetyki i izoterm adsorpcji pary wodnej przez ywno w proszku jest niezbdna w celu przewidywania optymalnych warunkw przechowywania mieszanin ywnoci suszonej w opakowaniach hermetycznych. W literaturze proponowanych jest wiele metod i modeli matematycznych opartych na wykorzystaniu kinetyki i izoterm adsorpcji pary wodnej umoliwiajcych prognozowanie trwaoci przechowywanej ywnoci w proszku.


LITERATURA

1] Aquilar C.A., Ziegler G.R.: Physical and microscopic characterisation of dry whole milk with altered lactose content. 1. Effect of lactose concentration. Journal of Dairy Science, 77, 1994a, 1189.

2] Aquilar C.A., Ziegler G.R.: Physical and microscopic characterisation of dry whole milk with altered lactose content. 1. Effect of lactose crystallization. Journal of Dairy Science, 77, 1994b, 1198.

3] Banaszek H.M., Siebenmorgen T.J.: Adsorption equilibrium moisture contents of long-grain rough rice. Transactions of ASAE, 33, (1), 1990, 247.

4] Borges S. V., Cal-Vidal J.: Kinetics of water vapour sorption by drum-dried banana. International Journal of Food Science and Technology, 29, 1994, 83.

5] Chinachoti P., Steinberg M.P.: Crystallinity of sucrose by X-ray diffraction as influenced by absorption versus desorption, waxy maize starch content and water activity. Journal of Food Science, 51,(2), 1986, 456.

6] Domian E., Lenart A.: Effect of the agglomeration on adsorption properties of milk powder. Dry-ing96 - Proceedings of the 10th International Drying Symposium, Krakw, Poland, vol. B, 1996,763.

7] Domian E., Lenart A., Lewicki P.P.: Wpyw wstpnego odwadniania osmotycznego jabek na kinetyk adsorpcji pary wodnej przez susz otrzymany konwekcyjnie. Zeszyty Problemowe Postpw Nauk Rolniczych, 430, 1996 a, 227.

8] Gal S.: The need for, and practical applications of, sorption data. Physical properties of foods, edited by Jowitt R., Escher F., Hallstrom B., Meffert H.F., Spiess W., Vos G., Applied Science Publishers, London, 1983, 13.

9] Iglesias H.A., Chirife J., Viollaz P.: Evaluation of same factors useful for mathematical prediction of moisture gain by packaged dried beef. Journal of Food Technology, 12, (5), 1977, 505.

10] Jouppila K., Ross Y.H.: Glass transitions and crystallization in milk powders. Journal of DairyScience, 77, 1994, 2907.

11] Kim H.K., Song Y., Yam K.L.: Water sorption characteristics of dried red peppers. International Journal of Food Science and Technology, 26, 1991, 339.

12] Lagoudaki M., Demertzis P.G., Kontominas M. G.: Moisture adsorption behaviour of pasta products. Lebensmittel Wissenschaft und Technologie, 26, 1993, 512.

13] Lai H.M., Schmidt S.J.: Lactose crystallization in skim milk powder observed by hydrodynamic equilibria, scanning electron microscopy and 2H nuclear magnetic resonance. Journal of Food Science, 55, (4), 1990, 994.

14] Lisiska-Kunierz M.: Czynniki ksztatujce trwao zapakowanego produktu higroskopijnego. Przem. Spo., 46, (3), 1992, 60.

15] Lopez M., Pique M.T., Clop M., Tasias J., Romero A., Boatella J., Garcia J.: The hygroscopic behaviour of the hazelnut. Journal of Food Engineering, 25, 1995, 197.

16] Maia M.C.A.: Influencia dagolicao de pectina, gelatina e acido citrico na higroscopicidade de pos liofilizados de socos citrocos. M. Sc. thesis, ESAL, Lavras, Brasil, 1988.

17] Maia M.C., Cal-Vidal J.: Kinetics of water uptake by citrus juices in powder form. International Journal of Food Science and Technology, 29, 1994, 137.

18] Makower B., Dye W.B.: Equilibrium moisture content and crystallization of amorphose sucrose and glucose. Agricultural and Food Chemistry, 4, 1956, 72.

19] Motarjemi Y.: A study of some physical properties of water in foodstuffs - water activity, water binding and water diffusivity in minced meat products. Praca doktorska, Lund University, Division of Food Engineering Chemical Centre, Lund, Sweden, 63-65, 1988, 87.


[20] Muthukumarappan K., Gunasekaran S.: Moisture diffusivity of com kernel components during adsorption part II Pericap. Transactions of the ASAE, 37, (4), 1994, 1269.

[21] Osborn G.S., White G.M., Walton L.R.: Thin-layer moisture adsorption equation for soybeans. Transactions of the ASAE, 34, (1), 1991, 201.

[22] Ocik J.: Adsorpcja. PWN Warszawa, 1983.[23] Peleg M.: An empirical model for the description of moisture sorption curves. Journal of Food Scien

ce, 53, (4), 1988, 1216.[24] Pilisof A.M.R., Boquet R, Bartholomai G.B.: Kinetics of water uptake by powders. Journal of Food

Science, 50, 1985, 278.[25] Pollio H.L., Kitic D., Resnik S.L.: Comparative study of the rate of water vapor sorption by Argenti

ne maize hybrids and varieties. Lebensmittel Wissenschaft und Technologie, 23, 1990, 158.[26] Ross Y.: Glass transition - Related physicochemical changes in foods. Food Technology, 49, (10),

1995, 97-102.[27] Saltmarch G., Labuza T.P.: Influence of relative humidity on the physicochemical state of lactose in

spray-dried sweet whey powders. Journal of Food Science, 47, 1982, 1231.[28] Saravacos G.D., Stinchfield R.M.: Effect of temperature and pressure on the sorption of water vapour

for freeze dried food materials. Journal of Food Science, 30, (5), 1965, 779.[29] Shatadal P., Jayas D.S., White N.D.G.: Thin-layer rewetting characteristics of Canola. Transactions

of the ASAE, 33, (3), 1990, 871.[30] Sopade P.A., Obekpa J.A.: Modelling water absorption in soybean, cowpea i peanuts at three tempe

ratures using Pelegs equation. Journal of Food Science, 55, (4), 1990, 1084.

In the paper main issues related to water vapour adsorption of food powders were discussed. The role of food powders in food technology was presented and water vapour adsorption isotherms of food powders were characterised. The special attention was paid on water adsorption kinetics and the mathematical models describing water adsorption kinetic were presented.

WATER VAPOUR ADSORPTION OF FOOD POWDERS

Summary

YWNO 4(25), 2000

LESAW JUSZCZAK, TERESA FORTUNA

STRUKTURA POW IERZCHNIOW A ZIAREN SKROBIOW YCH


Zwikszajce si zainteresowanie wykorzystaniem skrobi i produktw jej modyfikacji oraz znaczcy wzrost produkcji przemysu skrobiowego wymusza intensyfikacj bada dotyczcych budowy i struktury ziarna skrobiowego. W niniejszej pracy zestawiono przegld bada dotyczcych mikrostruktury powierzchniowej ziaren skrobiowych, oraz zmian tej struktury w wyniku niektrych procesw modyfikacyj- nych.

Wprowadzenie

Porowate ciaa stae charakteryzuj si zoon struktur, na ktr skadaj si pory o rnych ksztatach i rozmiarach, od uamka nanometra do kilku mikrometrw [37, 40]. W strukturach takich mona wyodrbni pory o charakterze zamknitym oraz pory otwarte, majce poczenie z powierzchni zewntrzn czstki. Obecno porw zamknitych w ciele staym wpywa na jego gsto, wytrzymao mechaniczn oraz przewodnictwo cieplne, nie maj one znaczenia w przypadku takich procesw, jak adsorpcja czy przepyw cieczy [37, 44]. Wrd porw otwartych mona wyrni pory otwarte jednostronnie lub dwustronnie. Ze wzgldu na ksztat pory mona podzieli na: cylindryczne, butelkowe, stokowe [37]. Granice rozmiarw poszczeglnych grup porw nie s cile okrelone i maj raczej charakter umowny, wynikajcy zarwno z metod uytych do badania struktury porowatej, ksztatu porw, jak i rodzaju procesw zachodzcych na ich powierzchniach [34, 43, 46]. Sam porowato moemy zdefiniowa jako stosunek objtoci porw do objtoci ziaren i obliczy na ppdstawie pomiarw gstoci rzeczywistej i pozornej [44].

Dr in. L. Juszczak, dr hab. T. Fortuna, prof, nadzw., Zakad Analizy i Oceny Jakoci ywnoci, Akademia Rolnicza w Krakowie, al. 29 listopada 46, 31-425 Krakw.

STRUKTURA POWIERZCHNIOWA ZIAREN SKROBIOWYCH 37

Badania nad struktur powierzchniow ziaren skrobiowych

Badania dotyczce struktury powierzchniowej ziaren skrobiowych i ich porowatoci s zainteresowaniem wielu badaczy [1, 5, 6 , 7, 8 , 14, 15, 16, 26, 27, 29, 30, 32, 49]. Jednak stosuj oni rne techniki, std uzyskane rezultaty s czsto nieporwnywalne. W najwczeniejszych pracach poruszajcych zwizek pomidzy powierzchni ziaren skrobiowych, a innymi waciwociami wykorzystywano metod obliczeniow, na podstawie redniej rednicy ziaren i gstoci (powierzchnia geometryczna) [23, 24, 36, 48]. Naley tutaj podkreli, e szczeglnie w przypadku ziaren skrobiowych o ksztatach nieregularnych i wielociennych metoda obliczeniowa obarczona jest duym bdem.

Najbardziej rozpowszechnionymi metodami badania powierzchni ziaren skrobiowych oraz wystpowania na ich powierzchni porw s rnorodne techniki mikroskopowe. Najczciej stosowan technik jest skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) [4, 5, 13, 14, 15, 21, 22, 25, 26, 27]. Obok mikroskopii SEM ziarna skrobiowe obserwowano za pomoc nisko wolto wej mikroskopii SEM [7], mikroskopii transmisyjnej (TEM) [14, 15], mikroskopii fluorescencyjnej [30] oraz najnowszych technik mikroskopowych: mikroskopii konfokalnej [5] oraz mikroskopii si atomowych (AFM) [6 , 7, 9, 33, 43, 51]. Ta ostatnia technika jest stosunkowo nowa, a jej ogromn zalet jest moliwo uzyskiwania obrazw powierzchni materiaw biologicznych bez jakiejkolwiek ingerencji w jej mikrostruktur (np. napylanie prbek zotem jak w przypadku techniki SEM).

Ciekaw technik obserwacji struktury powierzchniowej ziaren skrobiowych zastosowa Whistler i wsp. [52]. Badacze ci wykonali mianowicie silikonowe repliki ziaren skrobiowych, ktre nastpnie obserwowali technik SEM.

Obok rnorodnych technik mikroskopowych do badania powierzchni ziaren skrobiowych oraz ich porowatoci stosowano rwnie adsorpcj z fazy gazowej [1 , 17, 18, 19, 29, 55], adsorpcj z fazy ciekej z wykorzystaniem bkitu metylenowego [16], porozymetri rtciow [32] oraz pomiary gstoci rzeczywistej i pozornej [39].

Skrobie rnego pochodzenia rni si midzy sob wielkoci ziaren, ich ksztatem oraz porowatoci, zwizan z obecnoci w nich sieci porw i kanaw, ktre wpywaj na rozwinicie powierzchni waciwej [1, 5, 14, 15, 30, 32, 39]. Pochodzenie samych porw na powierzchni ziaren skrobiowych moe wynika zarwno z samej natury skrobi lub by wynikiem wszelkich procesw zwizanych z wyodrbnianiem i suszeniem skrobi. Cz porw powstaje w trakcie syntezy skrobi w tkance rolinnej [14, 15] i jest naturaln morfologiczn cech ziaren, niektre podczas termicznych lub hydrotermicznych procesw [5], jeszcze inne mog stanowi mechaniczne uszkodzenia lub pknicia powstajce np. podczas obrbki ziaren zboowych [2,4, 20,41].

38 Lesaw Juszczak, Teresa Fortuna

Gracza i Noris [23], Gracza i Greenberg [24] oraz Stamberg [48] wykazali, e istniej rnice w wielkoci powierzchni ziaren skrobiowych i jest to gwnie zwizane z wielkoci ziaren. Zgodnie z wynikami tych bada najmniejsz powierzchni charakteryzuje si skrobia ziemniaczana, a najwiksz skrobia ryowa. Zaobserwowali oni rwnie, e istnieje zaleno pomidzy sorpcj wody, a powierzchni ziaren [23, 28]. Stamberg [48] wykaza zaleno pomidzy powierzchni ziaren skrobiowych, a waciwociami mk, z ktrych te skrobie uzyskano. Bada on rwnie wpyw waciwoci skrobi (w tym powierzchni jej ziaren) jako czynnika w formowaniu ciasta. Gracza i Norris [23] zaobserwowali, e wielko powierzchni ziaren skrobiowych jest zalena od czasu przemiau ziarna zboowego. Gracza i Greenberg [24] stwierdzili, e cakowita powierzchnia ziaren skrobi pszennej jest wiksza ni cakowita powierzchnia czsteczek mki.

Wedug Leacha i Schocha [35] ziarna skrobi kukurydzianej w wikszym stopniu ulegaj powierzchniowej erozji ni ziarna innych skrobi, co moe by wanie zwizane z wystpowaniem na ich powierzchni porw, stanowicych centra enzymatycznego ataku. Stwierdzili oni, e ziarna skrobi ziemniaczanej s bardzo oporne na dziaanie enzymw, poniewa przypuszczalnie nie zawieraj porw. Badacze ci zasugerowali, e wystpowanie porw na powierzchni ziaren skrobiowych moe by cech naturaln i zaley od pochodzenia skrobi.

W innych badaniach nad skrobi kukurydzian [53, 54] stwierdzono, e ilo porw wystpujcych na powierzchni ziaren skrobiowych jest zalena od sposobu suszenia skrobi i jej wilgotnoci. Autorzy ci zaobserwowali rwnie, e pory te mog uatwia wnikanie chemicznych reagentw i ich lepsz penetracj do wntrza ziarna skrobiowego.

Wystpowanie wgbie oraz porw na powierzchni ziaren skrobi tapiokowej zaobserwowali Hall i Sayre [25]. Zauwayli oni obecno promienistych kanaw z powierzchni ziarna do jego hilum w skrobi ziemniaczanej i paciorecznika (Canna) [26]. Stwierdzili oni, e powierzchnia ziaren skrobiowych jest z natury gadka, a pory i uszkodzenia mog by wynikiem wyodrbniania skrobi, jej suszenia lub przygotowania prbek do zdj. Inni badacze [27] zauwayli wystpowanie porw na powierzchni ziaren skrobi kukurydzianej oraz obecno centralnego uszkodzenia w ksztacie gwiazdy w ziarnach skrobi z kukurydzy woskowej. Natomiast w ziarnach skrobi sorgo wykazali obecno duych i wyranych zagbie oraz porw. W tych samych badaniach stwierdzili duo uszkodze na powierzchni ziaren skrobi pszennej, ktre jednak wedug nich s wynikiem mielenia ziaren pszenicy.

Pory na powierzchni ziaren skrobi sorgo obserwowali rwnie Croig i Stark [12]. Obecno porw o rozmiarach 0,5 do 20 nm na powierzchni ziaren skrobi ziemniaczanej stwierdzi Sterling [49].

STRUKTURA POWIERZCHNIOWA ZIAREN SKROBIOWYCH 39

Obszerne badania dotyczce wystpowania porw powierzchniowych oraz kanaw w ziarnach skrobiowych zostay opublikowane przez Fannona i wsp., [14, 15]. Uywajc transmisyjnej mikroskopii elektronowej i skaningowej mikroskopii elektronowej zaobserwowali oni zewntrzne pory na powierzchni ziaren oraz wzdu rwnolenikowej bruzdki duych ziaren skrobi pszennej, ytniej i jczmiennej, a take wewntrzne kanay w skrobi kukurydzianej, sorgo i proso. Natomiast nie zauwayli oni obecnoci porw na powierzchni ziaren skrobi ziemniaczanej i tapiokowej oraz owsianej i ryowej. Stwierdzili, e pory i kanay s naturaln cech morfologiczn ziaren skrobiowych. Wedug nich rednica kanaw wynosi od 0,07 do 0,1 |Lim, natomiast rednica zewntrznych porw od 0,1 do 0,3 |um i uwaaj, i mog one by centrami, w ktrych rozpoczyna si hydroliza enzymatyczna. Dalsze ich badania [15] potwierdziy wystpowanie kanaw wewntrznych, ktre mog by serpentynowymi tunelami penetrujcymi wntrze ziarna w kierunku promieniowym. Stwierdzili rwnie, i wszystkie ziarna skrobiowe mog mie pory, jednak mog one by zbyt mae, aby mona je byo obserwowa dostpnymi technikami mikroskopowymi.

Huber i BeMiller [30] w badaniach ziaren skrobi sorgo z wykorzystaniem mikroskopii fluoryscencyjnej zaobserwowali wystpowanie centralnie usytuowanych uszkodze, ktre najczciej maj ksztat gwiazdy. Zaproponowali oni rwnie prawdopodobny model kanaw i powierzchniowych porw w przypadku skrobi kukurydzianej i sorgo. Obok centralnie usytuowanego uszkodzenia (najczciej w ksztacie gwiazdy) zauwayli wystpowanie sieci krtkich kanaw lub porw powierzchniowych oraz dugich serpentynowych kanaw z powierzchni ziarna do jego hilum.

Baldwin i wsp. [5] na podstawie bada z wykorzystaniem mikroskopii konfokalnej, skaningowej elektronowej i wietlnej stwierdzili wystpowanie porw na powierzchni ziaren skrobi ziemniaczanej. Zauwayli oni, e w skrobi ziemniaczanej otrzymanej metod przemysow a 46% ziaren zawiera pory. Stwierdzili oni rwnie, e cz porw powstaje podczas suszenia wieo wyizolowanej skrobi nawet w temperaturze pokojowej. Ponadto badacze ci zaobserwowali, e pory mog mie ksztat regularny bd nieregularny. Na podstawie tych bada wykazali rwnie wystpowanie centralnie umieszczonych kanaw w ziarnach skrobi ziemniaczanej, pszennej i ryowej.

W nastpnych badaniach Baldwin i wsp. [7, 9] z wykorzystaniem mikroskopii si atomowych (AFM) stwierdzili wystpowanie niewielkich (o rednicy 20-300 nm) wybrzusze (chropowatoci) zarwno na powierzchni ziaren skrobi ziemniaczanej, jak i pszennej. W przypadku skrobi pszennej nie zaobserwowali oni rnic w wygldzie powierzchni ziaren maych i duych. W dalszych badaniach z wykorzystaniem mikroskopii AFM [9] stwierdzili, e wystpujce na powierzchni ziaren skrobiowych chropowatoci (wybrzuszenia) mog stanowi zakoczenia polimerw skrobiowych. Zaobserwowali oni rwnie, e ziarna skrobi pszennej s gadsze ni ziarna skrobi ziemnia

40 Lesaw Juszczak, Teresa Fortuna

czanej, a obecne na ich powierzchni chropowatoci maj rednic 10 do 50 nm. Natomiast chropowatoci o wikszych rednicach 50 do 300 nm wystpuj znacznie rzadziej ni w przypadku skrobi ziemniaczanej. Mikroskopi si atomowych wykorzystano rwnie do obserwacji zmian powierzchniowych wywoanych dziaaniem enzymw [51] oraz zamraaniem [33].

Obecno powierzchniowych chropowatoci o rednicach okoo 30 nm na ziarnach skrobi kukurydzianej, ziemniaczanej, ryowej i pszennej zaobserwowali Ohtani i wsp. [43].

Heilman i Melvin [29] oznaczyli powierzchni ziaren skrobiowych na podstawie izoterm adsorpcji azotu oraz na podstawie mikrofotografii. Stwierdzili oni, e najmniejsz powierzchni waciw charakteryzuje si skrobia ziemniaczana. Zauwayli oni ponadto, e z wyjtkiem skrobi kukurydzianej powierzchnie ziaren skrobiowych oznaczone tymi dwoma metodami nie rni si. Std

nauka«technologia*jakoŚĆwydawnictwo.pttz.org/wp-content/uploads/pelne_zeszyty/... ·...

Documents