Hvad bestemmer holdbarheden af fødevarer? Eleonora Miquel Becker, Teknologisk Institut FoodSafe 14, Grenå

Transkript

1 Hvad bestemmer holdbarheden af fødevarer? Eleonora Miquel Becker, Teknologisk Institut FoodSafe 14, Grenå

2 Hvorfor er holdbarhed så vigtig? Først og fremmest Fødevaresikkerhed det må ikke forbindes med helbredsmæssig risiko at indtage fødevarer..men også Produktets udseende i købs-situationen og ikke mindst Spiseoplevelsen duft, smag og mundfornemmelse skal leve op til forbrugerens forventninger

3 Hvorfor er holdbarhed så vigtig? Fødevareproducenterne: Sælge på forskellige markeder (regionalt og worldwide) Fleksibilitet i distributionen Reducere sæsonvariationer (påske, jul, grillsæson) Levere det kunderne ønsker (detailkæder, foodservice, industri) Reducere spild Supermarkederne ønsker længere holdbarhed Reducerer spild Lettere logistik Forbrugerne forventer Sikre produkter med høj kvalitet i hele holdbarhedsperioden Stor diversitet i de produkter der udbydes Leveringssikkerhed

4 Hvorfor er det ikke simpelt? Komplekse produkter Samspillet mellem de forskellige ingredienser er unikt og ændringer kan bevirke uforudsete ændringer Råvarer varierer Kvaliteten og sammensætningen varierer som følge af leverandør, ophavsland, årstid, etc. Ofte ikke noget en indkøbsfunktion har specielt stor fokus på. Opbevaringsbetingelser Pakke-, lager- og butiksbetingelser har ofte stor indflydelse på kvalitet og ikke mindst forbrugerens håndtering af produktet.

5 Mikrobiologisk holdbarhed Fordærvelsesmikroorganismer Metabolitter Kemisk holdbarhed Uønskede reaktionsprodukter Off-flavour Fysisk holdbarhed Ændring i funktionelle egenskaber

6 Kemisk holdbarhed OXIDATION er en af de vigtigste årsager til kvalitetsforringelser i fødevarer Fordi, oxidation kan føre til dannelse af off-flavours Lipidoxidation (fedt): dannelse af harsk lugt og smag Proteinoxidation: dannelse af ubehagelig lugt pga. nedbrydning af svovlholdige aminosyrer. Fordi, oxidation ændrer tekstur Proteinoxidation: tab af tekstur krydsbinding af proteiner Fordi, oxidation kan føre til tab af næringsstoffer Lipidoxidation: tab af vitaminaktivitet Fordi oxidation kan føre til ændringer i produktets farve Oxidation af pigmenter, blegning

7 Eksempel oxidation af Eksempel oxidation af kød - farve kød - farve

8 Harskning og dannelse af off-flavour Oxidation af fedt Fedtstof/lipid Består af fedtsyrer og en glyceroldel Indgår i membraner, energidepoter Funktion: Nødvendige for opbygningen af nervesystemer Energidepot (høj energitæthed)

9 Lipidoxidation Initiering Propagering Terminering Katalysator (metal, varme) Fedtsyre Primære oxidationsprodukter Sekundære oxidationsprodukter

10 Relativ koncentration Oxidationens stadier Radikaler Tertiære (Proteinskade) Lugt, smag, teksturændringer Primære Sekundære Lugt og smag Tid

11 Sekundære lipidoxidationsprodukter Eksempel på lipidoxidationsprodukter fundet i Danbo ost Oxidations produkt Tærskelværdi i vand (ppm) Sensorisk karakteristik Heptanal 0,003-0,02 Fedt, harsk, skarp lugt Hexanal 0,006-0,6 Grøn, græs Octanal 0,0007-0,007 Fedt, sæbe Nonanal 0,001 Fedt, grønt, græs 2-butanon 50 Æter, acetone 2-heptanon 0,001-3 Blåskimmel ost, muggen

12 Sekundære lipidoxidationsprodukter Off-flavours i cappuccinopulver og café latte pulver Oxidations produkt Pentanal Heptanal Hexanal Octanal Sensorisk karakteristik Frugt, bitter, skarp Fedt, harsk, skarp lugt Grøn, græs Fedt, sæbe Lipidoxidationsprodukterne blev kun fundet i produkter, der indeholdt et bestemt antiklumpningsmiddel Antiklumpningsmidlet fremprovokerede harskning af lecitin i mælkepulveret

13 Hvordan beskytter man sit produkt? Indre faktorer Forståelse for produktets sammensætning Ydre faktorer Beskyttelse af produktet

14 Indre faktorer der påvirker oxidation Fedtsyresammensætning (dobbeltbindinger) Mættet fedt (ingen dobbeltbindinger) Umættet fedt (en til flere dobbeltbindinger) Fødevaredatabanken Ilt i produktet ( opløst ) Pro- og antioxidanter Overflade

15 Indre faktorer der påvirker lipidoxidation Antioxidanter hæmmer autooxidation Initiering Propagering Terminering Fedtsyre Sekundære oxidationsprodukter Rosmarinus Officialis

16 Indre faktorer der påvirker lipidoxidation Eksempler på naturligt forekommende antioxidanter Ascorbinsyre (C-vitamin) (grønt, mælk ) Carotenoider (A-vitamin) (grønt, kød) Tocopheroler (E-vitamin) (kakao, vegetabilske olier )

17 Ydre faktorer der påvirker oxidation Temperatur Tilsatte antioxidanter Ilt Lys Metalioner (kan også være en indre faktor fx fra blod)

18 Ydre faktorer der påvirker oxidation Ilt Emballagens iltgennemtrængelighed (OTR) Iltkoncentration på pakketidspunkt Beskyttelse Vacuumpakning (røget fisk, kød, kaffe ) Beskyttende atmosfære (CO 2 : kød, fisk, ost ) Ilt-absorbere Emballage med lav OTR

19 Ydre faktorer der påvirker oxidation Lys Bølgelængde UV og synligt område mest skadeligt for lipidoxidation Intensitet Tid Tilstedeværelse af sensibilisatorer Beskyttelse Lystætte emballager

20 Ydre faktorer - Lystransmission Eksempler på fødevareemballage Chips Emballeret i metalliseret folie (meget lav lystransmission) Ølflasker Brune flasker beskytter øllet bedre end grønne flasker Juice Kartoner indeholder lystæt lag

21 Enzymatisk reaktioner Hvorfor er enzymatisk reaktioner vigtige for holdbarheden? Nedbrydning af Proteiner Lipider Pigmenter Vitaminer Konsekvens Teksturændringer Off-flavours Farveændringer, blegning Tab af næringsstoffer

22 Enzymatiske reaktioner Polyphenol oxidase (PPO): PPO Brunfarvning Æbler, bananer, kartofler mm. Enzymatisk oxidation af phenol i beskadiget væv Inaktivering Opvarmning Sulfitter Citronsyre

23 Fysisk holdbarhed Fysiske ændringer, der har betydning for holdbarhed af fødevarer Retrogradering /staling Krystallisering Iskrystaller Sukkerkrystallisering honning, laktose krystaller Fedtkrystallisering Struktur, sprødhed, knas, elasticitet og sejhed

24 Retrogradering/staling Lineære stivelsesmolekyler samler sig i krystallinske regioner og ekskluderer vand Under kølelagring retrograderer stivelse og produktet opleves som tørt og hårdt Eksempler er ris og pasta eller kartoffelmos som sættes på køl Brød virker tørt efter køleopbevaring. Retrogradering er reversibel hvilket betyder at opvarmning får produktet til at virke blødt og fugtigt igen. Alm. køletemperatur er optimal for retrogradering

25 Krystallisering - iskrystaller Jo lavere temperatur under fryseopbevaring - jo længere holdbarhed Frysning stopper ikke processer, men nedsætter reaktionshastigheder. Kemiske processer forsætter uhindret. Mikrobiologiske processer stoppes. Fødevarer, der indfryses øger risikoen for ødelæggelse med langsom indfrysning fx alm. kummefryser. Jo hurtigere indfrysning Jo mindre iskrystaller.

26 Krystallisering - iskrystaller Ufrossen Hurtig frosset Langsom frosset

27 Krystallisering iskrystaller Temperaturfluktuationer som følge af afrimningsprocesser nedsætter holdbarheden af produkter Temperaturfluktuationer får iskrystaller i produktet til at vokse of dermed mindske spisekvaliteten Temperaturfluktuationer får beskyttende glaceringer af produkter til at tø af og lægge sig som is i emballagen Det nedsætter det visuelle indtryk af produktet Fjerner det beskyttende vandlag således at produkterne kan oxidere. Eksempler på dette er frosne rejer, frosne fiskefileter eller kyllingefileter

28 Krystallisering af sukker og fedt Langsom frysning kan danne krystaller af laktosekrystaller smagsoplevelse grynethed Produkter med høj sukkerkoncentration: fx honning,sirup kan krystallisere uønsket fast honning kan få hvide prikker flydende honning kan danne krystalbundfald Krystallerne kan opløses ved opvarmning. Køling af olier med lavt smeltepunkt danner krystallisering fx køling af olivenolie Kakaosmør i chokolade skal også danne de rigtige krystalformer

29 Struktur - Sprødhed knas - klumpning Tørre produkter skal holdes tørre Holde lav vandaktivitet Bevare sprødhed /knas Undgå klumpning 6 Sprød kiks Mindre sprød kiks 4 Force [g] Distance [mm]

30 Struktur - Elasticitet - sejhed Visualisering af produkters stabilitet/ ustabilitet Med konfokal mikroskopi Skummet fra en frisk flødebolle. Æggehvide-proteinnetværket (grønt) stabiliserer luftboblerne (sort). Når flødebollen bliver gammel kollapser netværket, og den luftige struktur forsvinder. I stedet for et fint proteinnetværk og en jævn luftfordeling ses grove proteinstrenge, hvilket gør flødebollen bliver stiv.

31 Tak for opmærksomhed