1. Εισαγωγή και Ορισμοί
Καθημερινά, όλοι μας επεξεργαζόμαστε τρόφιμα όταν προετοιμάζουμε ένα γεύμα για εμάς τους ίδιους ή για την οικογένειά μας και πρακτικά όλα τα τρόφιμα υπόκεινται σε κάποια μορφή επεξεργασίας προτού καταναλωθούν. Ορισμένα τρόφιμα είναι ακόμα και επικίνδυνα αν καταναλωθούν χωρίς τη δέουσα επεξεργασία. Ο βασικότερος ορισμός της επεξεργασίας τροφίμων είναι «μια ποικιλία λειτουργιών δια των οποίων ωμά τρόφιμα γίνονται κατάλληλα για κατανάλωση, μαγείρεμα ή αποθήκευση». Η επεξεργασία τροφίμων περιλαμβάνει κάθε ενέργεια που αλλάζει ή μετατρέπει ωμά φυτικά ή ζωικά υλικά σε ασφαλή, κατάλληλα προς βρώσιν και πιο απολαυστικά, γευστικά είδη διατροφής. Στην παραγωγή τροφίμων μεγάλης κλίμακας, η επεξεργασία περιλαμβάνει την εφαρμογή επιστημονικών και τεχνολογικών αρχών για τη διατήρηση τροφίμων επιβραδύνοντας ή σταματώντας τις φυσικές διεργασίες της αποσύνθεσης. Επίσης, επιτρέπει τις αλλαγές στη διατροφική ποιότητα των τροφίμων που γίνονται με προβλέψιμο και ελεγχόμενο τρόπο. Ακόμα, η επεξεργασία τροφίμων χρησιμοποιεί τις δημιουργικές δυνατότητας της μεταποιητικής βιομηχανίας να μεταβάλλει βασικές πρώτες ύλες σε μια σειρά γευστικών, δελεαστικών τροφίμων που προσφέρουν ενδιαφέρουσα ποικιλία στο διαιτολόγιο των καταναλωτών. Χωρίς την επεξεργασία τροφίμων δεν θα ήταν δυνατό να καλύψουμε τις ανάγκες των πληθυσμών των σύγχρονων πόλεων, και η επιλογή τροφίμων θα περιοριζόταν από την εποχικότητα.
Ο όρος «επεξεργασμένα τρόφιμα» χρησιμοποιείται από πολλούς με κάποια απαξίωση, υποδηλώνοντας ότι τα επεξεργασμένα τρόφιμα είναι κατά κάποιο τρόπο κατώτερα από τα μη επεξεργασμένα αντίστοιχα είδη. Ωστόσο, έχει σημασία να θυμόμαστε ότι η επεξεργασία τροφίμων χρησιμοποιείται εδώ και αιώνες με σκοπό τη διατήρηση τροφίμων ή απλώς για να γίνονται τα τρόφιμα κατάλληλα προς βρώσιν. Στην πραγματικότητα, η επεξεργασία τροφίμων εκτείνεται σε όλη την τροφική αλυσίδα, από τη συγκομιδή μέχρι και τη μαγειρική προετοιμασία στο σπίτι, και διευκολύνει σημαντικά τη διάθεση ασφαλών τροφίμων σε πληθυσμούς σε όλα τα μήκη και τα πλάτη της γης.
Η επεξεργασία τροφίμων μπορεί να βελτιώσει ή να μειώσει τη θρεπτική αξία των τροφίμων, μερικές φορές αμφότερα ταυτοχρόνως, και μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση θρεπτικών ουσιών που διαφορετικά θα χάνονταν στη διάρκεια της αποθήκευσης. Για παράδειγμα, η μέθοδος ταχείας κατάψυξης (shock-freezing) στα λαχανικά, σε σύντομο χρόνο μετά τη συγκομιδή, επιβραδύνει την απώλεια ευαίσθητων θρεπτικών συστατικών.Τα ωμά φασόλια δεν είναι φαγώσιμα και η απλή διαδικασία της θέρμανσης (π.χ. βράσιμο) τα καθιστά εδώδιμα καταστρέφοντας ή απενεργοποιώντας συγκεκριμένους αντι-θρεπτικούς παράγοντες που περιέχουν. Η διαδικασία του βρασίματος λαχανικών πράγματι οδηγεί σε απώλειες της βιταμίνης C αλλά μπορεί επίσης να αποδεσμεύσει ορισμένες ευεργετικές βιοδραστικές ενώσεις όπως η βήτα-καροτίνη στα καρότα, η οποία διαφορετικά θα ήταν λιγότερο διαθέσιμη στη διάρκεια της χώνευσης επειδή η θέρμανση διασπά τα τοιχώματα των φυτικών κυττάρων.
Για αιώνες, διάφορα συστατικά επιτελούσαν χρήσιμες λειτουργίες σε ποικιλία τροφίμων. Οι πρόγονοί μας χρησιμοποιούσαν το αλάτι για να διατηρούν κρέατα και ψάρια, προσέθεταν βότανα και καρυκεύματα για να βελτιώνουν τη γεύση των τροφίμων, διατηρούσαν τρόφιμα με ζάχαρη και έκαναν τα λαχανικά τουρσί σε διάλυμα με ξύδι. Σήμερα, οι καταναλωτές απαιτούν και απολαμβάνουν την προσφορά τροφίμων που είναι θρεπτικά, ασφαλή, βολικά και ποικίλα. Χάρη στις μεθόδους επεξεργασίας τροφίμων (π.χ. πρόσθετα τροφίμων και τεχνολογικές εξελίξεις), αυτό καθίσταται εφικτό. Τα πρόσθετα τροφίμων προστίθενται για συγκεκριμένο σκοπό, είτε για να εξασφαλίσουν την ασφάλεια τροφίμων, να προσθέσουν θρεπτική αξία είτε για να βελτιώσουν την ποιότητα των τροφίμων. Διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της φρεσκάδας, της ασφάλειας, της γεύσης, της εμφάνισης και της υφής των τροφίμων. Για παράδειγμα, τα αντιοξειδωτικά εμποδίζουν τα λίπη και τα έλαια να ταγγίσουν ενώ οι γαλακτωματοποιητές σταματούν τον διαχωρισμό του φυστικοβούτυρου σε στερεά και υγρά κλάσματα. Τα πρόσθετα τροφίμων διαφυλάσσουν το ψωμί από τη μούχλα για μεγαλύτερο διάστημα και επιτρέπουν στις μαρμελάδες φρούτων να «πήξουν» ώστε να μπορούν να αλειφθούν πάνω στο ψωμί.
2. Ιστορικό
Οι άνθρωποι επεξεργάζονται τρόφιμα εδώ και αιώνες (βλ. πίνακα 1). Οι πιο παλιές παραδοσιακές τεχνικές περιλάμβαναν την αποξήρανση στον ήλιο, τη διατήρηση κρεάτων και ψαριών με αλάτι, ή φρούτων με ζάχαρη (αυτό που τώρα αποκαλούμε παρασκευή μαρμελάδας). Όλα αυτά λειτουργούν με βάση τον συλλογισμό ότι η μείωση του διαθέσιμου νερού στο προϊόν αυξάνει τη διάρκεια ζωής. Πιο πρόσφατα, οι τεχνολογικές καινοτομίες στην επεξεργασία έχουν μεταμορφώσει την προσφορά τροφίμων στην πλούσια ποικιλία που διατίθεται στις μέρες μας στα σούπερ μάρκετ. Επιπλέον, η επεξεργασία τροφίμων επιτρέπει στους παραγωγούς να δημιουργούν θρεπτικά ενισχυμένα προϊόντα («λειτουργικά τρόφιμα») με πρόσθετα συστατικά που παρέχουν συγκεκριμένα οφέλη για την υγεία πέρα από τη βασική διατροφή.
2.1 Η ιστορία της κονσερβοποίησης
Η κονσερβοποίηση ξεκίνησε στις αρχές του 19ου αιώνα όταν τα στρατεύματα του Ναπολέοντα αντιμετώπισαν σοβαρή έλλειψη τροφίμων. Το 1800, ο Ναπολέων Βοναπάρτης πρόσφερε βραβείο αξίας 12.000 φράγκων σε οποιονδήποτε μπορούσε να επινοήσει κάποια πρακτική μέθοδο για τη διατήρηση τροφίμων για στρατούς σε κίνηση. Λέγεται ευρέως ότι είπε: «Ένας στρατός βαδίζει στο στομάχι του». Μετά από χρόνια πειραμάτων, ο Nicolas Appert υπέβαλε την εφεύρεσή του για το σφράγισμα τροφών σε γυάλινα βάζα και το μαγείρεμά τους, και κέρδισε το βραβείο το 1810. Την επόμενη χρονιά, ο Appert δημοσίευσε το βιβλίο L'Art de conserver les substances animales et végétales (Η τέχνη της διατήρησης των ζωικών και φυτικών ουσιών), που ήταν το πρώτο βιβλίο μαγειρικής του είδους του για τις σύγχρονες μεθόδους διατήρησης τροφίμων. Επίσης το 1810, ο Άγγλος Peter Durand εφάρμοσε τη διαδικασία του Appert χρησιμοποιώντας διάφορα σκεύη από γυαλί, πηλό, κασσίτερο ή άλλα μέταλλα και έλαβε το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την κονσερβοποίηση από τον Βασιλιά Γεώργιο ΙΙΙ. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί η αφετηρία της σύγχρονης κονσέρβας.
2.2 Η ιστορία της κατάψυξης
Η σύγχρονη βιομηχανία κατεψυγμένων τροφίμων ξεκίνησε από τον Clarence Birdseye στην Αμερική το 1925. Ήταν έμπορος γούνας στο Λαμπραντόρ και παρατήρησε ότι τα φιλέτα ψαριού που άφηναν οι ντόπιοι να καταψυχθούν γρήγορα στους αρκτικούς χειμώνες διατηρούσαν τη γεύση και την υφή του φρέσκου ψαριού καλύτερα από τα ψάρια που πάγωναν σε ηπιότερες θερμοκρασίες σε άλλες εποχές του έτους. Το κλειδί στην ανακάλυψη του Birdseye ήταν η σημασία που είχε η ταχύτητα κατάψυξης, και κατασκεύασε πρωτοποριακό βιομηχανικό εξοπλισμό για την ταχεία κατάψυξη τροφίμων. Σήμερα γνωρίζουμε ότι, σε συνδυασμό με την κατάλληλη επεξεργασία πριν από την κατάψυξη, αυτή η ταχεία κατάψυξη έχει τη δυνατότητα να εξασφαλίσει την άριστη διατήρηση θρεπτικής αξίας για ευρύ φάσμα τροφίμων.
Πίνακας 1: Χρονική εξέλιξη τεχνικών επεξεργασίας τροφίμων
| Παραδοσιακή επεξεργασία | Πιο σύγχρονες διεργασίες (περί το 1900 κι εξής) | Οι νεώτερες τεχνικές (μετά το 1960) |
| Κονσερβοποίηση | Παρασκευή τροφίμων με εξώθηση | Αποξήρανση εν ψυχρώ |
| Ζύμωση | Κατάψυξη και ψύξη | Επεξεργασία με υπέρυθρες ακτίνες |
| Κατάψυξη | | Ακτινοβόληση |
| | | Μαγνητικά πεδία |
| Παρασκευή τουρσιών | Υπερυψηλή θερμοκρασία (UHT) | Επεξεργασία με χρήση μικροκυμάτων |
| Αλάτισμα | | Συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα |
| Κάπνισμα | | Ωμική θέρμανση |
| | | Παλμικά ηλεκτρικά πεδία |
| | | Ξήρανση με ψεκασμό |
| | | Υπέρηχοι |
3. Κύρια οφέλη των επεξεργασμένων τροφίμων
3.1 Βελτιώσεις στη γεύση και τις αισθήσεις
Πρακτικά όλα τα τρόφιμα υφίστανται κάποια μορφή επεξεργασίας προτού είναι έτοιμα για κατανάλωση. Στην πιο απλή μορφή, θα μπορούσε να είναι το ξεφλούδισμα μπανάνας ή το βράσιμο πατάτας. Ωστόσο, ορισμένα προϊόντα όπως το σιτάρι απαιτούν αρκετά πολύπλοκη επεξεργασία προτού γίνουν εύγευστα. Πρώτα γίνεται ο θερισμός των σιτηρών, ύστερα απομακρύνονται ο φλοιός, ο μίσχος, οι ρύποι και τα υπολείμματα. Τα καθαρισμένα σιτηρά συνήθως μαγειρεύονται ή αλέθονται σε αλεύρι και ύστερα μετατρέπονται συχνά σε άλλο προϊόν όπως ψωμί ή ζυμαρικά.
Η οργανοληπτική (αισθητική) ποιότητα ορισμένων ειδών διατροφής επωφελείται άμεσα από τις τεχνικές επεξεργασίας. Για παράδειγμα, τα φασόλια στο φούρνο αντλούν την κρεμώδη υφή τους από τη θερμική επεξεργασία στη διάρκεια της κονσερβοποίησης. Προϊόντα που έχουν υποστεί εξώθηση ή διόγκωση όπως τα δημητριακά προγεύματος ή τα τσιπς θα ήταν σχεδόν αδύνατο να φτιαχτούν χωρίς τον σύγχρονο εξοπλισμό επεξεργασίας τροφίμων μεγάλης κλίμακας.
3.2 Διατηρούμενη και βελτιωμένη θρεπτική ποιότητα
Η επεξεργασία όπως η κατάψυξη διατηρεί τις θρεπτικές ουσίες που υπάρχουν εκ φύσεως στα τρόφιμα. Άλλες διεργασίες όπως το μαγείρεμα μπορούν μερικές φορές να βελτιώσουν τη θρεπτική αξία αυξάνοντας τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών. Για παράδειγμα, χάρη στο βράσιμο και την κονσερβοποίηση τοματών για την παραγωγή πελτέ ή σάλτσας, αυξάνεται η διαθεσιμότητα της βιοδραστικής ένωσης λυκοπένιο στον οργανισμό. Όταν υφίστανται προσεκτική επεξεργασία, η επεξεργασία του κακάο και της σοκολάτας διατηρεί τα επίπεδα φλαβονοειδών όπως η επικατεχίνη και οι κατεχίνες, αλλά η περιεκτικότητά τους μπορεί να μειωθεί με υποδεέστερες συνθήκες επεξεργασίας. Το λυκοπένιο και τα φλαβονοειδή έχουν αντιοξειδωτικές ιδιότητες οι οποίες, σύμφωνα με ορισμένες έρευνες, συμβάλλουν στη διατήρηση της υγείας της καρδιάς και μπορούν να μειώσουν τον κίνδυνο ορισμένων μορφών καρκίνου.
Προς το παρόν, οι ερευνητές εξετάζουν τον χειρισμό της δυνατότητας αφομοίωσης θρεπτικών ουσιών μέσω της επεξεργασίας τροφίμων ώστε να δημιουργηθούν τρόφιμα με ενισχυμένη θρεπτική διαθεσιμότητα. Για παράδειγμα, φαίνεται ότι η ομογενοποίηση του γάλακτος μπορεί να μειώσει το μέγεθος σταγονιδίων του λίπους, τις καζεΐνες και ορισμένες πρωτεΐνες του ορού γάλακτος. Αυτό φαίνεται ότι επιφέρει καλύτερη δυνατότητα αφομοίωσης από το νωπό γάλα. Πρώιμες έρευνες υποδηλώνουν ότι ο χειρισμός των δομών της τριακυλογλυκερόλης (διχαλωτός βασικός σκελετός λιπών) μπορεί επίσης να επηρεάσει τη δυνατότητα αφομοίωσης των λιπών, μεταβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο την επίδρασή τους στον κίνδυνο καρδιαγγειακών νόσων μετά τη λήψη.
3.3 Ασφάλεια
Πολλές τεχνικές επεξεργασίας εξασφαλίζουν την ασφάλεια των τροφίμων μειώνοντας τους αριθμούς των επιβλαβών βακτηρίων που μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες (π.χ. παστερίωση γάλακτος). Η ξήρανση, η δημιουργία τουρσιών και το κάπνισμα μειώνουν τη δραστικότητα του νερού (δηλαδή το νερό που είναι διαθέσιμο για την ανάπτυξη βακτηρίων) και αλλάζουν το pH των τροφίμων και, με αυτόν τον τρόπο, περιορίζουν την ανάπτυξη παθογόνων μικροοργανισμών και μικροοργανισμών αλλοίωσης και επιβραδύνουν τις αντιδράσεις των ενζύμων. Άλλες τεχνικές όπως η κονσερβοποίηση, η παστερίωση και η υπερυψηλή θερμοκρασία (UHT) καταστρέφουν τα βακτήρια μέσω της θερμικής επεξεργασίας.
Ένα άλλο όφελος της επεξεργασίας είναι η καταστροφή αντι-θρεπτικών παραγόντων. Για παράδειγμα, το μαγείρεμα καταστρέφει τους αναστολείς πρωτεάσης όπως οι αναστολείς θρυψίνης που υπάρχουν στον αρακά, τα φασόλια ή τις πατάτες. Οι αναστολείς θρυψίνης είναι μικρές σφαιρικές πρωτεΐνες που αναστέλλουν τη δράση των ανθρώπινων πεπτικών ενζύμων θρυψίνη και χυμοθρυψίνη που απαιτούνται για τη διάσπαση των διατροφικών πρωτεϊνών. Εάν υπάρχουν στα τρόφιμα, μπορούν να μειώσουν τη θρεπτική αξία του τροφίμου και σε υψηλές δόσεις, σε μελέτες ζώων, έχει αποδειχτεί ότι είναι τοξικοί, ενώ ορισμένες ενδείξεις για τους ανθρώπους παρουσιάζουν παρόμοια αποτελέσματα. Ο παρατεταμένος βρασμός επίσης καταστρέφει τις επιβλαβείς λεκτίνες που υπάρχουν στα όσπρια όπως τα κόκκινα φασόλια. Οι λεκτίνες προκαλούν τη συγκέντρωση ερυθροκυττάρων και αν δεν διασπαστούν πριν από την κατανάλωση προκαλούν σοβαρή γαστροεντερίτιδα, ναυτία και έμετους.
3.4 Διατήρηση, εξυπηρέτηση και επιλογή
Η επεξεργασία τροφίμων επιτρέπει την παράταση της διάρκειας ζωής των τροφίμων (π.χ. ευπαθή τρόφιμα όπως κρέας, γάλα και τα προϊόντα αυτών). Η εφαρμογή της συσκευασίας σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα σημαίνει ότι τα φρούτα και τα λαχανικά μπορούν να αποθηκευτούν κατ' οίκον για μεγαλύτερο διάστημα, γεγονός που συνεπάγεται λιγότερο συχνές αγορές φρέσκων ειδών και μικρότερη απώλεια αλλοιωμένων ειδών. Η αποθήκευση και η συσκευασία υψηλής τεχνολογίας προσφέρουν άνεση στον καταναλωτή.
Η επεξεργασία τροφίμων μας δίνει τη δυνατότητα να απολαύσουμε ένα ποικίλο διαιτολόγιο που ταιριάζει στον ταχύ ρυθμό και τις πιέσεις της σύγχρονης κοινωνίας όπου ζούμε. Οι άνθρωποι ταξιδεύουν σε άλλες χώρες για τις διακοπές τους ολοένα και περισσότερο, επομένως έρχονται σε επαφή με ευρύτερη επιλογή γεύσεων και ειδών τροφίμων. Επίσης, τα άτομα αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο περνούν τον χρόνο τους και πολλοί επιλέγουν να μην μαγειρεύουν τρόφιμα εκ του μηδενός. Επομένως, για να ανταποκριθούν στις προσδοκίες των καταναλωτών, οι παραγωγοί παράγουν υψηλής τεχνολογίας τρόφιμα ποιότητας εστιατορίου, ή από μακρινές χώρες για να τα μαγειρέψουμε και να τα απολαύσουμε στο δικό μας σπίτι.
Στο Δυτικό κόσμο, τα τρόφιμά μας στηρίζονται κατά πρωταρχικό λόγο στη συγκομιδή πέντε βασικών ειδών διατροφής: ρύζι, σιτάρι, καλαμπόκι, βρώμη και πατάτες. Το φάσμα των χαρακτηριστικών που έχουμε συνηθίσει στα τρόφιμά μας προέρχεται από αυτά τα πέντε βασικά είδη διατροφής σε συνδυασμό με τις σύγχρονες τεχνικές επεξεργασίας τροφίμων. Επομένως, μπορεί να υποστηριχτεί ότι σήμερα έχουμε εξοικειωθεί με πλήθος τροφίμων που παρασκευάζονται από περιορισμένη γκάμα φυτικών ειδών για να προσφέρουν τη διατροφή μας. Αυτή η μεταμόρφωση βασικών τροφίμων σε επεξεργασμένα τρόφιμα δεν θα ήταν εφικτή χωρίς τη σύγχρονη τεχνολογία τροφίμων.
3.5 Μείωση των ανισοτήτων υγείας και των προβληματισμών
Είναι αναγνωρισμένο ότι τα άτομα που ζουν με χαμηλό εισόδημα έχουν λιγότερο ποικίλο διαιτολόγιο και αυτό συνεπάγεται ελλιπέστερη λήψη θρεπτικών ουσιών και υποδεέστερο επίπεδο θρεπτικών ουσιών. Η επεξεργασία όπως ο εμπλουτισμός ορισμένων προϊόντων όπως το αλεύρι, το ψωμί και τα δημητριακά προγεύματος έχει μειώσει τον αριθμό των ατόμων στην Ευρώπη με χαμηλό επίπεδο θρεπτικών ουσιών. Επιπλέον, η διατήρηση θρεπτικών ουσιών μέσω διεργασιών όπως η κατάψυξη δίνει τη δυνατότητα σε όσους δεν έχουν πρόσβαση σε τόσο ευρύ φάσμα τροφίμων να επιτύχουν καλύτερη διατροφή από το πιο περιορισμένο φάσμα τροφίμων που έχουν στη διάθεσή τους.
Χρόνιες παθήσεις όπως η καρδιοπάθεια, η παχυσαρκία και ο διαβήτης μπορούν να αντιμετωπιστούν, εν μέρει, μέσω διαιτητικών στρατηγικών. Ανταποκρινόμενοι σε αυτό, οι παραγωγοί έχουν εφαρμόσει τεχνικές επεξεργασίας τροφίμων για να προσφέρουν στους καταναλωτές τη δυνατότητα παραλλαγών πολλών τροφίμων και γευμάτων με χαμηλά λιπαρά ή χωρίς λιπαρά. Ίσως το απλούστερο παράδειγμα είναι η παραγωγή ημι-αποβουτυρωμένου γάλακτος (επίσης γνωστό ως «με χαμηλά λιπαρά» ή «με λίγα λιπαρά») όπου το λίπος απομακρύνεται από το προϊόν στη διάρκεια της επεξεργασίας –η κρέμα ξαφρίζεται από το πάνω μέρος του γάλακτος μετά από ένα βήμα φυγοκέντρησης. Επίσης, τα λίπη μπορούν να μειωθούν στα τρόφιμα με την προσθήκη νερού ή άλλων συστατικών που αντικαθιστούν μέρος του λίπους και μειώνουν την ενεργειακή πυκνότητα. Οι μαργαρίνες με μειωμένα λίπη είναι καλό παράδειγμα. Ωστόσο, η προσθήκη νερού πράγματι οδηγεί σε πιο ευπαθές προϊόν και, συνεπώς, τα προϊόντα μειωμένης λιποπεριεκτικότητας μπορεί να έχουν πρόσθετους σταθεροποιητές και συντηρητικά για να αποκαταστήσουν την αρχική διάρκεια ζωής τους και τη σταθερότητά τους. Παράλληλα με τα προϊόντα με χαμηλά λιπαρά, η επεξεργασία τροφίμων επιτρέπει τώρα την παραγωγή παραλλαγών πολλών τροφίμων με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι και ζάχαρη και υψηλή περιεκτικότητα σε ίνες, δίνοντας τη δυνατότητα στους καταναλωτές να επιλέξουν τρόφιμα που ταιριάζουν στις δικές τους απαιτήσεις για την υγεία τους.
4. Διαφορετικές μέθοδοι επεξεργασίας
4.1 Παραδοσιακές
4.1.1 Θερμότητα
Η θερμοκρασία των τροφίμων αυξάνεται έως ένα επίπεδο που αναστέλλει την ανάπτυξη βακτηρίων, απενεργοποιεί τα ένζυμα ή ακόμα και καταστρέφει βιώσιμα βακτήρια. Παραδοσιακές μέθοδοι υγρού μαγειρέματος περιλαμβάνουν το ζεμάτισμα, το βράσιμο, το βράσιμο στον ατμό και το μαγείρεμα υπό πίεση. Οι μέθοδοι ξηρού μαγειρέματος περιλαμβάνουν το ψήσιμο στο φούρνο, το τηγάνισμα και το ψήσιμο στην κατσαρόλα. Σε νεότερες τεχνικές, εφαρμόζεται θερμότητα με ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως είναι τα μικροκύματα.
Οι τεχνικές υπερυψηλής θερμοκρασίας (UHT) χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων. Περιλαμβάνουν τη θέρμανση των τροφίμων σε θερμοκρασία ≥135 °C για 1 δευτερόλεπτο τουλάχιστον, την οποία ακολουθεί η ταχεία ψύξη ώστε να καταστραφούν όλοι οι μικροοργανισμοί.
Η παστερίωση πραγματοποιείται όταν τα τρόφιμα θερμαίνονται τουλάχιστον στους 72 °C για 15 δευτερόλεπτα τουλάχιστον ώστε να καταστραφούν τα τροφικά παθογόνα, και ύστερα ψύχονται ταχέως στους 5 °C.
4.1.2 Ψύξη
Η θερμοκρασία των τροφίμων μειώνεται για να επιβραδυνθεί η φθορά των τροφίμων είτε μέσω της επιβράδυνσης της ανάπτυξης βακτηρίων είτε μέσω της απενεργοποίησης ενζύμων με φθοροποιό δράση. Οι παραδοσιακές μέθοδοι ψύξης περιλαμβάνουν τη χρήση ψυγείου όπου οι θερμοκρασίες κινούνται στους 5 °C, και την κατάψυξη όπου οι θερμοκρασίες μειώνονται κάτω από -18 °C (ακόμα και τόσο χαμηλά όσο οι -196 °C σε εμπορικούς καταψύκτες). Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερο τα τρόφιμα μπορούν να αποθηκευτούν με ασφάλεια. Ωστόσο, δραστικές αλλαγές θερμοκρασίας για παρατεταμένα χρονικά διαστήματα μπορούν να επιφέρουν απώλειες θρεπτικών ουσιών και τη διάσπαση ακέραιων δομών τροφίμων με τέτοιο τρόπο ώστε η φύση και η θρεπτική αξία των εν λόγω τροφίμων να μειώνονται αισθητά.
4.1.3 Ξήρανση
Στην ξήρανση, η περιεκτικότητα σε νερό των φυτικών τροφίμων μειώνεται στο επίπεδο όπου οι βιολογικές αντιδράσεις (όπως η δράση των ενζύμων και η ανάπτυξη μικροβίων) αναστέλλονται και, συνεπώς, μειώνεται η πιθανότητα αλλοίωσης των τροφίμων. Η ξήρανση μπορεί να προσλάβει τη μορφή της λυοφιλίωσης (π.χ. βότανα και καφές), της ξήρανσης με εκτόξευση θερμού αέρα (π.χ. γάλα σε σκόνη), της αποξήρανσης στον ήλιο (π.χ. τομάτες, βερίκοκα) ή το πέρασμα μέσα από σηραγγοειδές ξηραντήριο (π.χ. κομμάτια λαχανικών).
4.1.4 Αλάτισμα
Η προσθήκη αλατιού στα τρόφιμα έχει χρησιμοποιηθεί επί αιώνες ως μέθοδος διατήρησης των τροφίμων. Η μέθοδος λειτουργεί με βάση τη συλλογιστική ότι το αλάτι μειώνει την ενεργότητα του νερού στο τρόφιμο προς διατήρηση, εμποδίζοντας την ανάπτυξη οργανισμών που προκαλούν αλλοίωση. Ανάλογα με τον τύπο του τροφίμου, μπορούν να επιτευχθούν παρόμοιες επιδράσεις με τη χρήση ζάχαρης. Είναι, επίσης, εφικτό να επιβραδυνθεί ή να αναχαιτιστεί η ανάπτυξη ορισμένων μικροοργανισμών, ή/και να επιτευχθεί η θανάτωσή τους, με τη μεταβολή του pH του τροφίμου (π.χ. με προσθήκη οξέων, όπως το ξίδι, κατά την παρασκευή τουρσιών).
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι προσθήκης αλατιού στα τρόφιμα, αλλά συνήθως ο όρος αλάτισμα αναφέρεται στη διατήρηση των τροφίμων με χρήση ξηρού άλατος. Το αλάτι μπορεί να προστεθεί ως έχει στο κρέας ή με τη χρήση τριβής πάνω στο τρόφιμο. Τα αλατισμένα ψάρια (ξηραμένος και παστός μπακαλιάρος) και τα αλατισμένα κρέατα, όπως το Ιταλικό προσούτο, αποτελούν παραδείγματα αλατισμένων τροφίμων. Άλλες μέθοδοι επεξεργασίας τροφίμων στις οποίες παίζει ρόλο το αλάτι είναι η βύθιση σε άλμη, η παρασκευή τουρσιών και ο συνδυασμός άλατος, ζάχαρης και νιτρικών.
Κατά τη βύθιση σε άλμη το τρόφιμο τοποθετείται σε άλμη, δηλαδή νερό κορεσμένο ή σχεδόν κορεσμένο σε αλάτι. Η μέθοδος αυτή αποτελεί συνήθη τρόπο διατήρησης κρέατος, ψαριών και λαχανικών. Σήμερα, η βύθιση των τροφίμων σε άλμη αποτελεί λιγότερο συχνή μέθοδο διατήρησης, αλλά χρησιμοποιείται ακόμα για την ωρίμανση των τυριών, όπως η φέτα και το χαλούμι.
Η παρασκευή τουρσιών συχνά συνεπάγεται αλάτισμα ή βύθιση σε άλμη σε συνδυασμό με ζύμωση ή προσθήκη ξυδιού, και χρησιμοποιείται κυρίως για διατήρηση λαχανικών (π.χ. λάχανο τουρσί, αγγούρια, πιπεριές, κρεμμύδια και ελιές) και ψαριών (π.χ. ρέγγα).
Το πάστωμα είναι το συνηθισμένο όνομα για εκείνες τις μεθόδους επεξεργασίας τροφίμων (κυρίως χρησιμοποιείται για τα ψάρια και το κρέας), στις οποίες χρησιμοποιούνται συνδυασμοί άλατος, ζάχαρης και, μερικές φορές, νιτρικών και νιτρωδών αλάτων. Οι συνδυασμοί αυτοί προστατεύουν τα τρόφιμα από την ανάπτυξη του επιβλαβούς βακτηρίου Clostridium botulinum και προσδίδουν στο κρέας ένα ελκυστικό ροζ χρώμα. Κατά τις μεθόδους αυτές το τρόφιμο μερικές φορές υφίσταται και κάπνισμα.
4.1.5 Ζύμωση
Κατά τη ζύμωση, συγκεκριμένες ζύμες ή βακτήρια χρησιμοποιούνται με σκοπό να αποκτήσει το τρόφιμο την επιθυμητή γεύση και υφή. Η ζύμωση αποτελεί, επίσης, έναν τρόπο μεταβολής των βιοχημικών χαρακτηριστικών των τροφίμων και, επομένως, αποτρέπει την ανάπτυξη μικροοργανισμών αλλοίωσης.
Η ζύμωση με ζύμες χρησιμοποιείται σε διεργασίες, όπως το ψήσιμο του ψωμιού και η παραγωγή αλκοολούχων ποτών. Επιπλέον, αποτέλεσμα ζύμωσης είναι και η σος σόγιας.
Σε αερόβιες συνθήκες, δηλαδή όταν υπάρχει διαθέσιμο οξυγόνο, η ζύμη μετατρέπει τα σάκχαρα και άλλους υδατάνθρακες σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται το φούσκωμα του ψωμιού. Η ζύμη παράγει διοξείδιο του άνθρακα, η οποία σχηματίζει φουσκάλες αέρα στο ζυμάρι και προκαλεί τη διόγκωσή της. Κατά το ψήσιμο, η σπογγώδης υφή σταθεροποιείται από τη θέρμανση και το ψωμί διαμορφώνει τη μαλακή του υφή. Η ζύμη θανατώνεται από τη θέρμανση.
Στην παραγωγή μπύρας, κρασιού και άλλων αλκοολούχων ποτών, ο ρόλος των ζυμών αφορά στην παραγωγή αλκοόλης και, εν μέρει, στην ενανθράκωση των ποτών. Κάτω από αναερόβιες συνθήκες (ελλείψει οξυγόνου), οι ζύμες μετατρέπουν τα σάκχαρα ή και άλλους υδατάνθρακες σε αλκοόλη (αιθανόλη) και διοξείδιο του άνθρακα. Αν δεν απομακρυνθεί το διοξείδιο του άνθρακα, το ποτό που προκύπτει είναι ανθρακούχο. Στη βιομηχανία αλκοολούχων ποτών είναι συχνή η προσθήκη συγκεκριμένων καλλιεργειών ζυμών, αλλά σε ορισμένες διεργασίες παραγωγής το ποτό υφίσταται αυθόρμητη ζύμωση, δηλαδή η ζύμωση προωθείται από ζύμες και μικροοργανισμούς που υπάρχουν φυσικά στα σταφύλια ή στο περιβάλλον παραγωγής. Κατά το ψήσιμο του ψωμιού, η αιθανόλη παράγεται ως παραπροϊόν. Η διαδικασία της ζύμωσης αλλάζει από αερόβια σε αναερόβια, καθώς το οξυγόνο καταναλώνεται από τη ζύμη. Ωστόσο, η αλκοόλη εξατμίζεται κατά το ψήσιμο, οπότε το ψωμί δεν περιέχει καθόλου αλκοόλη. Η ζύμωση αποτελεί διαδικασία υψηλής σημασίας για τη γεύση της μπύρας, του κρασιού, κ.τ.λ., καθώς οι ζύμες, εκτός από αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα, παράγουν πληθώρα άλλων συστατικών, που δίνουν στα ποτά αυτά τα τόσο ιδιαίτερα αρωματικά χαρακτηριστικά τους.
Ένας ακόμα τύπος ζύμωσης που χρησιμοποιείται στην παραγωγή τροφίμων προκαλείται από βακτήρια που παράγουν γαλακτικό οξύ, τα οποία βρίσκονται φυσικά στα τρόφιμα ή προστίθενται κατά την παραγωγική διαδικασία. Τα βακτήρια χρησιμοποιούν λακτόζη (σάκχαρο του γάλακτος) ή άλλους υδατάνθρακες ως υπόστρωμα για την παραγωγή γαλακτικού οξέος. Καθώς αυξάνει η περιεκτικότητα σε γαλακτικό οξύ, το pH μειώνεται και η διαδικασία αυτή μπορεί να έχει επίδραση στα χαρακτηριστικά του τροφίμου, καθώς ορισμένες πρωτεΐνες είναι ευαίσθητες στην οξύτητα. Για παράδειγμα, ένα όξινο περιβάλλον προκαλεί πήξη της καζεΐνης, μιας πρωτεΐνης του γάλακτος, με αποτέλεσμα την πήξη του γάλακτος, και δίνει στο γιαούρτι και στα άλλα οξυνισμένα γαλακτοκομικά προϊόντα τη μοναδική τους σύσταση. Δεν προκύπτουν, όμως, όλα τα οξυνισμένα γαλακτοκομικά προϊόντα από ζύμωση. Το γαλακτικό οξύ μπορεί επίσης να προστεθεί στο γάλα. Στα προϊόντα που υφίστανται ζύμωση με βακτήρια που παράγουν γαλακτικό οξύ ανήκουν το λάχανο τουρσί, οι πίκλες, το ψωμί από προζύμι και προϊόντα κρέατος, όπως το σαλάμι.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ζύμωση βελτιώνει τη διάρκεια ζωής και την ασφάλεια των τροφίμων. Τόσο η αλκοόλη όσο και η οξύτητα, καθώς και η παρουσία αβλαβών (ή ευεργετικών) μικροοργανισμών προλαμβάνουν την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων, μυκήτων, κ.τ.λ. Η αλκοόλη αποτελεί απολυμαντική ουσία ευρείας χρήσης και διαδραματίζει τον ίδιο ρόλο στα ποτά. Έχει τη δυνατότητα να θανατώνει τους μικροοργανισμούς και να παρεμποδίζει τον πολλαπλασιασμό τους. Το όξινο περιβάλλον είναι, επίσης, αποτρεπτικό της μικροβιακής ανάπτυξης. Και στις δύο περιπτώσεις, η αποτελεσματικότητα εξαρτάται από τα επίπεδα αλκοόλης και οξέος. Αβλαβείς μικροοργανισμοί στα τρόφιμα έχουν, επίσης, επίδραση στην ποσότητα ανεπιθύμητων μικροβίων και στον ρυθμό πολλαπλασιασμού τους, καθώς ο ανταγωνισμός τους για τα θρεπτικά συστατικά (υπόστρωμα) αυξάνει παράλληλα με την αύξηση του αριθμού των παρόντων μικροοργανισμών.
Εκτός από τη γεύση και την υφή, τη διάρκεια ζωής και την ασφάλεια των τροφίμων, η ζύμωση μπορεί να βελτιώσει και τη διατροφική αξία των τροφίμων. Οι μικροοργανισμοί παράγουν αμινοξέα, λιπαρά οξέα και ορισμένες βιταμίνες, που απορροφώνται και χρησιμοποιούνται καθώς καταναλώνουμε τα τρόφιμα. Η μικροβιακή δραστηριότητα μπορεί, επίσης, να μειώσει το περιεχόμενο σε αντι-θρεπτικά συστατικά, ουσίες που βρίσκονται σε ορισμένα τρόφιμα (π.χ. όσπρια, δημητριακά, λαχανικά) και παρεμβαίνουν στην απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών. Η μείωση της περιεκτικότητας τέτοιων ουσιών βελτιώνει την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών του τροφίμου και συνακόλουθα αυξάνει τη διατροφική του αξία. Παράδειγμα αποτελεί το ψωμί από προζύμι, το οποίο περιέχει βακτήρια που παράγουν γαλακτικό οξύ με την ικανότητα να εξαλείφουν το φυτικό οξύ. Το φυτικό οξύ είναι ένα αντι-θρεπτικό συστατικό που βρίσκεται στο αλεύρι ολικής αλέσεως, το οποίο μέσω της ικανότητάς του να δημιουργεί σύμπλοκα με ανόργανα στοιχεία, μπορεί να εμποδίσει την εντερική απορρόφηση απαραίτητων θρεπτικών συστατικών, όπως το ασβέστιο, ο σίδηρος, ο ψευδάργυρος και το μαγνήσιο. Επομένως, η βιοδιαθεσιμότητα των ανόργανων στοιχείων είναι υψηλότερη στο προζυμένιο ψωμί σε σύγκριση με το ψωμί που ζυμώνεται μόνο με μαγιά.
4.1.6 Πρόσθετα τροφίμων
Η προσθήκη ζάχαρης ή αλατιού στα τρόφιμα έχει χρησιμοποιηθεί εδώ και αιώνες ως μέθοδος διατήρησης των τροφίμων. Αυτή η μέθοδος λειτουργεί με βάση το συλλογισμό ότι τα πρόσθετα μειώνουν τη δραστικότητα του νερού των τροφίμων που διατηρούνται, γεγονός που αποτρέπει την ανάπτυξη οργανισμών αλλοίωσης. Επίσης, είναι πιθανό να επιβραδύνουν ή να ανακόψουν την ανάπτυξη και να καταστρέψουν ορισμένους μικροοργανισμούς αλλάζοντας το pH του τροφίμου (π.χ. η προσθήκη οξέων όπως το ξίδι στα τουρσιά).
Με την αυξανόμενη χρήση της επεξεργασίας τροφίμων στην τροφική μας αλυσίδα από τον 19ο αιώνα, ο αριθμός των χρησιμοποιούμενων πρόσθετων έχει αυξηθεί. Τα πρόσθετα μπορεί να είναι φυσικά, ταυτόσημα με τα φυσικά ή τεχνητά. Όλα τα πρόσθετα τροφίμων στα επεξεργασμένα τρόφιμα πρέπει να εγκρίνονται από τον εθνικό ρυθμιστικό φορέα που ευθύνεται για την ασφάλεια τροφίμων σε κάθε χώρα. Αυστηρά όρια επιβάλλονται για την ποσότητα και τα είδη των πρόσθετων στα τρόφιμα και κάθε πρόσθετο πρέπει να περιλαμβάνεται στον κατάλογο συστατικών στη συσκευασία τροφίμων. Στην Ευρώπη, τα εγκεκριμένα πρόσθετα λαμβάνουν το πρόθεμα «E» για την Ευρώπη, π.χ. το E330 είναι το οξινιστικό κιτρικό οξύ. Το κιτρικό οξύ απομονώθηκε για πρώτη φορά το 1784 από τον Σουηδό χημικό Carl Wilhelm Scheele, που προέβη στην κρυστάλλωσή του από τον χυμό λεμονιού.
4.2 Τα πλεονεκτήματα των νέων τεχνολογιών
Πολλές από τις παραδοσιακές μεθόδους διατήρησης προκαλούν αναπόφευκτες απώλειες στα επίπεδα θρεπτικών ουσιών και μπορούν να επηρεάσουν δυσμενώς τη φύση και την ποιότητα του προϊόντος μετά την επεξεργασία. Στόχος των νεότερων τεχνολογιών που συχνά αναφέρονται ως «ελάχιστες μεταποιήσεις» είναι να παράγουν ασφαλή τρόφιμα υψηλότερης θρεπτικής ποιότητας με καλύτερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά και ικανότητες συντήρησης. Κάθε νέα διεργασία υπόκειται σε μακροχρόνιες δοκιμές προκειμένου να εξασφαλιστεί ότι αξιολογούνται πλήρως οι επιδράσεις στη θρεπτική αξία.
4.2.1 Μικροκύματα
Η επεξεργασία με μικροκύματα είναι η θέρμανση με ακτινοβολία σε αντίθεση με τις πιο παραδοσιακές τεχνικές μετάδοσης ή μεταφοράς θερμότητας. Τα μικροκύματα μεταδίδονται αποτελεσματικά στο νερό αλλά όχι μέσω πλαστικών ή γυαλιού και ανακλώνται από τα μέταλλα. Η ταλάντωση των μορίων νερού στα τρόφιμα είναι αυτή που οδηγεί στη θέρμανση του συγκεκριμένου τροφίμου. Εφόσον το νερό συνήθως κατανέμεται ανομοιόμορφα στα τρόφιμα, απαιτείται ανακάτεμα περιστασιακά για τη σωστή θέρμανση και τον ασφαλή χειρισμό των τροφίμων. Η θέρμανση τροφίμων με μικροκύματα είναι μια γρήγορη μέθοδος θέρμανσης που απαιτεί ελάχιστη προσθήκη νερού και, συνεπώς, οδηγεί σε λιγότερες απώλειες θρεπτικών ουσιών από τις άλλες μορφές μαγειρέματος.
4.2.2 Προετοιμασία/ αποθήκευση/ συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα
Η συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα (MAP) ορίζεται ως «η έγκλειση τροφίμων σε υλικά που δεν επιτρέπουν τη διέλευση αερίων και στα οποία έχει αλλάξει το αέριο περιβάλλον». Αναφέρεται σε ελεγχόμενες μεταβολές της ατμόσφαιρας στην οποία τα τρόφιμα ετοιμάζονται, συσκευάζονται ή αποθηκεύονται, οι οποίες μεταβολές αναστέλλουν την ανάπτυξη βακτηρίων. Συνήθως το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και το άζωτο είναι τα αέρια που χρησιμοποιούνται. Η MAP μπορεί να συνίσταται στη συσκευασία σε κενό αέρος ή στην εισαγωγή αερίου κατά τη συσκευασία. Πιο πρόσφατα, η MAP εξελίχθηκε σε ενεργή συσκευασία όπου η ατμόσφαιρα αλλάζει συνεχώς κατά τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Για παράδειγμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν απορροφητές οξυγόνου ή μεμβράνες που εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα. Η μείωση των επιπέδων οξυγόνου και η άνοδος των επιπέδων του διοξειδίου του άνθρακα οδηγούν στην αναστολή της ανάπτυξης μικροβίων.
Το κρέας, το ψάρι και το τυρί είναι παραδείγματα των επονομαζόμενων προϊόντων που δεν αναπνέουν και χρειάζονται μεμβράνες με πολύ χαμηλή διαπερατότητα αερίου για να διατηρήσουν το αρχικό μείγμα αερίων εντός της συσκευασίας. Από την άλλη πλευρά, η επαφή του υλικού συσκευασίας με το προϊόν είναι σημαντική για τα προϊόντα που αναπνέουν όπως τα φρούτα και τα λαχανικά. Είναι δυνατό να προσαρμοστεί η διαπερατότητα αερίου της μεμβράνης συσκευασίας στην αναπνοή των προϊόντων έτσι ώστε να εδραιωθεί η ισορροπία του μείγματος αερίων εντός της συσκευασίας και να αυξηθεί η διάρκεια ζωής του προϊόντος.
4.2.3 Ακτινοβόληση
Η επεξεργασία με ιονίζουσα ακτινοβολία είναι ιδιαίτερο είδος μεταφοράς της ενέργειας όπου το τμήμα της μεταφερόμενης ενέργειας ανά κατεργασία είναι αρκετά υψηλό για να προκαλέσει ιονισμό. Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο και τη διακοπή βιολογικών διεργασιών προκειμένου να παραταθεί η διάρκεια ζωής νωπών προϊόντων και μπορεί να εφαρμοστεί στην αποστείρωση υλικών συσκευασίας. Οι ευεργετικές βιολογικές επιδράσεις της ακτινοβόλησης περιλαμβάνουν την αναστολή της βλάστησης, την καθυστέρηση της ωρίμανσης και τις απεντομώσεις. Από μικροβιολογικής σκοπιάς, η ακτινοβόληση καταστρέφει παθογόνους μικροοργανισμούς και άλλους οργανισμούς που προκαλούν αλλοίωση. Το μεγάλο πλεονέκτημα της ακτινοβόλησης είναι ότι διαπερνά τα τρόφιμα και σκοτώνει μικροοργανισμούς αλλά επειδή δεν θερμαίνει τα τρόφιμα ασκεί οριακή επίδραση στη διαιτολογική σύνθεση. Οι πρωτεΐνες και οι υδατάνθρακες μπορούν να διασπαστούν έως κάποιο βαθμό αλλά η θρεπτική τους αξία επηρεάζεται ελάχιστα.
Στην Ευρωπαϊκή νομοθεσία περί τροφίμων (1999/2/ΕΚ και 1999/3/ΕΚ), η επεξεργασία με ιονίζουσα ακτινοβολία συγκεκριμένου τροφίμου μπορεί να εγκριθεί μόνο αν:
- υπάρχει εύλογη τεχνολογική ανάγκη,
- δεν εγκυμονεί κανένα κίνδυνο για την υγεία,
- είναι επωφελής για τους καταναλωτές, ή
- δεν χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο πρακτικών υγιεινής και υγείας ή της ορθής παρασκευαστικής ή γεωργικής πρακτικής.
Για να συμμορφωθεί με το Ευρωπαϊκό δίκαιο, κάθε τρόφιμο που υφίσταται ακτινοβόληση ως έχει ή που περιέχει ακτινοβολημένα συστατικά τροφίμων πρέπει να το δηλώνει ευκρινώς στην ετικέτα.
4.2.4 Ωμική θέρμανση
Πρόκειται για θερμική διεργασία στην οποία η θερμότητα παράγεται εσωτερικά με τη διέλευση εναλλασσόμενων ηλεκτρικών ρευμάτων δια των τροφίμων που λειτουργούν ως ηλεκτρική αντίσταση. Η ωμική θέρμανση είναι επίσης γνωστή ως «θέρμανση αντίστασης» ή «άμεση θέρμανση με αντίσταση». Δεν στηρίζεται στη μεταφορά ενέργειας από σωματίδια νερού και συνεπώς αποτελεί σημαντική εξέλιξη για την αποδοτική θέρμανση τροφίμων με χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό και σε σωματίδια. Πρόκειται για μια βραχύχρονη μέθοδο υψηλής θερμοκρασίας (HTST) που μειώνει, συνεπώς, την πιθανότητα υπερβολικής επεξεργασίας σε υψηλή θερμοκρασία καθώς και την πιθανή συναφή απώλεια θρεπτικών ουσιών. Άλλο ένα πλεονέκτημα της ωμικής θέρμανσης είναι ότι διατηρεί άθικτα τα τρόφιμα με ευαίσθητη δομή όπως οι φράουλες.
4.2.5 Υπερυψηλή πίεση
Η τεχνολογία υψηλής πίεσης υποβάλλει τα τρόφιμα σε πιέσεις ύψους 100 – 1000 Megapascal, συνήθως για 5 – 20 λεπτά. Διαθέτει διάφορα βασικά χαρακτηριστικά όπως η απενεργοποίηση μικροοργανισμών, η τροποποίηση βιοπολυμερών όπως ο σχηματισμός ζελατίνης και η διατήρηση των χαρακτηριστικών ποιότητας όπως το χρώμα, η γεύση και τα θρεπτικά συστατικά. Αυτό συμβαίνει λόγω της μοναδικής ικανότητάς της να επηρεάζει άμεσα μη ομοιοπολικούς δεσμούς (όπως δεσμούς υδρογόνου, ιοντικούς και υδροφοβικούς δεσμούς) ενώ αφήνει άθικτους τους ομοιοπολικούς δεσμούς, αμφότερα χωρίς να χρησιμοποιήσει θερμότητα. Κατά συνέπεια, προσφέρει τη δυνατότητα διατήρησης βιταμινών, χρωστικών και συστατικών γεύσης ενώ απενεργοποιεί μικροοργανισμούς ή ένζυμα που, διαφορετικά, θα μπορούσαν να επηρεάσουν αρνητικά τη λειτουργικότητα των τροφίμων δια της αλλοίωσης τροφίμων.
4.2.6 Παλμοί φωτός
Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί διακοπτόμενες λάμψεις λευκού φωτός (20% υπεριώδεις ακτίνες, 50% ορατές και 30% υπέρυθρες) με φωτεινή ένταση που λέγεται ότι είναι 20.000 φορές η ένταση του ήλιου στην επιφάνεια της γης. Μία έως είκοσι λάμψεις ανά δευτερόλεπτο είναι η τυπική συχνότητα παλμών που οδηγεί σε σημαντικές μειώσεις των μικροοργανισμών στην επιφάνεια όταν χρησιμοποιούνται σε κρέατα, ψάρια και προϊόντα αρτοποιίας. Αυτή η τεχνική είναι ιδεώδης για την επιφανειακή απολύμανση υλικών συσκευασίας και έχει καλύτερα αποτελέσματα σε λείες επιφάνειες χωρίς σκόνη.
4.2.7 Παλμικά ηλεκτρικά πεδία (PEF)
Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την εφαρμογή επαναλαμβανόμενων βραχέων παλμών ηλεκτρικού πεδίου υψηλής τάσης (10 – 50kV/cm) προς ένα αντλήσιμο υγρό που ρέει ανάμεσα σε δύο ηλεκτρόδια. Δεν χρησιμοποιεί τον ηλεκτρισμό για την παραγωγή θερμότητας αλλά αντιθέτως απενεργοποιεί τους μικροοργανισμούς διασπώντας τα τοιχώματα και τις μεμβράνες των κυττάρων που εκτίθενται στους παλμούς υψηλής τάσης. Τα παλμικά ηλεκτρικά πεδία χρησιμοποιούνται πρωτίστως σε προϊόντα θερμοκρασίας ψυγείου ή θερμοκρασίας περιβάλλοντος και, επειδή εφαρμόζονται μόνο για ένα δευτερόλεπτο ή και λιγότερο, δεν επιφέρουν τη θέρμανση του προϊόντος. Γι’ αυτόν ακριβώς το λόγο διαθέτουν διατροφικά πλεονεκτήματα έναντι πιο παραδοσιακών θερμικών διεργασιών που διασπούν τα θρεπτικά συστατικά που είναι ευαίσθητα στη θερμότητα.
5. Επιδράσεις της επεξεργασίας στη θρεπτική ποιότητα
Η επεξεργασία τροφίμων μπορεί να βελτιώσει ή να μειώσει τη θρεπτική αξία των τροφίμων. Απλές διεργασίες προετοιμασίας τροφίμων στην κουζίνα του σπιτιού μας οδηγούν σε αναπόφευκτη ζημιά στα κύτταρα φυτικών τροφίμων, επιφέροντας την απώλεια βασικών βιταμινών και ανόργανων αλάτων. Ωστόσο, αν προσέχουμε πώς επεξεργαζόμαστε τα τρόφιμα και αν επιλέγουμε μια ποικιλία επεξεργασμένων τροφίμων, αυτά μπορούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο σε ένα ισορροπημένο και θρεπτικό διαιτολόγιο. Σε αντίθεση με το οικιακό περιβάλλον, οι παρασκευαστές τροφίμων έχουν πρόσβαση σε εμπορικής κλίμακας μεθόδους ταχείας επεξεργασίας που επιφέρουν ελάχιστες απώλειες θρεπτικών ουσιών και χρησιμοποιούν διεργασίες που ουσιαστικά συμβάλλουν στην αποδέσμευση θετικών θρεπτικών ουσιών (όπως το λυκοπένιο στο βράσιμο τοματών) ή στην εξάλειψη προβληματικών ενώσεων (όπως οι λεκτίνες στα όσπρια).
5.1 Βιταμίνες και ανόργανα άλατα
Υπάρχουν 13 βιταμίνες τις οποίες χρειάζεται ο οργανισμός σε μικρές ποσότητες αλλά, μολαταύτα, είναι βασικές. Τέσσερις είναι λιποδιαλυτές (A, D, E και K) και οι άλλες εννέα είναι υδατοδιαλυτές (βιταμίνες ομάδας C, B). Κανένα τρόφιμο δεν περιέχει μόνο του όλες τις βιταμίνες και συνεπώς ένα ισορροπημένο και ποικίλο διαιτολόγιο είναι απαραίτητο για την επαρκή πρόσληψη αυτών. Η επεξεργασία επηρεάζει τις διάφορες βιταμίνες με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα, οι υδατοδιαλυτές βιταμίνες τείνουν να είναι πιο ευαίσθητες στην επεξεργασία και συχνά χάνονται εν μέρει στη διάρκεια του βρασίματος και της θερμικής επεξεργασίας. Ωστόσο, νεότερες «μη θερμικές» διεργασίες όπως η ωμική θέρμανση ή η κατεργασία σε υπερυψηλή πίεση μπορούν να συμβάλλουν στη διατήρηση των βιταμινών επειδή υποβάλλουν τα τρόφιμα σε χαμηλότερες θερμοκρασίες (αν υφίστανται) και οι διεργασίες πραγματοποιούνται για πολύ σύντομο διάστημα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα επεξεργασμένα τρόφιμα περιέχουν στην πραγματικότητα περισσότερες βιταμίνες από τα νωπά προϊόντα. Για παράδειγμα, τα κατεψυγμένα λαχανικά που μαζεύτηκαν και καταψύχθηκαν μέσα σε λίγες ώρες διατηρούν περισσότερη βιταμίνη C από τα αντίστοιχα νωπά φρούτα επειδή περισσότερη βιταμίνη C χάνεται με τον καιρό στη διάρκεια της αποθήκευσης σε ψυγείο σε σύγκριση με την αποθήκευση σε κατάψυξη.
Τα ανόργανα άλατα είναι ανόργανα στοιχεία που χρειάζεται ο οργανισμός μας σε μικρές ποσότητες και συνήθως αποκτά επαρκώς καταναλώνοντας ένα συμβατικό μεικτό διαιτολόγιο. Η επεξεργασία τροφίμων μπορεί να έχει σημαντικές ευεργετικές επιδράσεις στη διαθεσιμότητα των ανόργανων αλάτων από τρόφιμα. Για παράδειγμα, τα άλατα φυτικού οξέος στα δημητριακά ολικής άλεσης αναστέλλουν την απορρόφηση σιδήρου και ψευδαργύρου αλλά στη διάρκεια της ζύμωσης, αποδεσμεύονται ένζυμα που διασπούν τα άλατα φυτικού οξέος και αυξάνουν τη διαθεσιμότητα σιδήρου και ψευδαργύρου στη ζύμη.
Πλήθος τροφών εμπλουτίζονται τώρα με βιταμίνες και ανόργανα άλατα ως μέτρο υπέρ της δημόσιας υγείας. Τα έτοιμα προς κατανάλωση δημητριακά προγεύματος συχνά έχουν προστεθειμένο σίδηρο και έχουν γίνει μια από τις πρωταρχικές πηγές σιδήρου στο διαιτολόγιο νέων γυναικών επειδή έχει μειωθεί το ποσοστό κόκκινου κρέατος που προσλαμβάνουν (το κόκκινο κρέας έχει εκ φύσεως υψηλά επίπεδα εύκολα απορροφήσιμου σιδήρου). Η έλλειψη σιδήρου είναι μια από τις μεγαλύτερες πηγές ανησυχίας για την ανεπάρκεια θρεπτικών συστατικών στην Ευρώπη, επηρεάζοντας έως και 30% νέων γυναικών. Τα δημητριακά προγεύματος και τα άλευρα σε ορισμένες χώρες ενισχύονται με φολικό οξύ ως μέσο αύξησής του στις γυναίκες που είναι σε ηλικία τεκνοποιίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι έχει αναγνωριστεί πως το χαμηλό επίπεδο φολικού οξέος στη διάρκεια της εγκυμοσύνης συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο ελλείμματος του νευρικού σωλήνα (π.χ. δισχιδής ράχη) σε αγέννητα παιδιά.
5.2 Υδατάνθρακες και ίνες
Για τους μονοσακχαρίτες και ολιγοσακχαρίτες, ελάχιστη διάσπαση παρατηρείται σε θερμοκρασίες ίσες με αυτές που χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία UHT αλλά υπάρχουν πολλές αντιδράσεις που μπορεί να επηρεάσουν τη διατροφική ποιότητα. Για παράδειγμα, ορισμένα σάκχαρα θα μπορούσαν να αλλάξουν τη μοριακή δομή τους στη διάρκεια θέρμανσης, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει τη δυνατότητα αφομοίωσης. Αυτό θα μπορούσε να αποβεί ωφέλιμο στη μείωση της παρουσίας δύσπεπτων ολιγοσακχαριτών (όπως η σταχυόζη ή η ραφινόζη που υπάρχει στα όσπρια και ορισμένα άλλα τρόφιμα) που προκαλούν μετεωρισμό αν καταναλωθούν σε πολύ μεγάλες ποσότητες.
Εκτεταμένη έρευνα βρίσκεται προς το παρόν σε εξέλιξη για να διερευνηθούν οι επιδράσεις της επεξεργασίας στη διαλυτότητα και τη δυνατότητα αφομοίωσης ορισμένων ινών και αμύλων όπως είναι το ανθεκτικό άμυλο. Η χαμηλή δυνατότητα αφομοίωσης μπορεί να είναι επωφελής καθώς έχει αποδειχτεί ότι οι υδατάνθρακες βραδείας αποδέσμευσης μπορούν να μειώσουν την άνοδο των επιπέδων του σακχάρου αίματος και της ινσουλίνης που παρατηρούνται μετά το γεύμα. Υπερβολικά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα και ινσουλίνης έχουν συσχετιστεί με την ανάπτυξη αντίστασης στην ινσουλίνη, που πιθανόν είναι πρόδρομος του Διαβήτη τύπου 2. Το μαγείρεμα με εξώθηση έχει αποδειχτεί ότι αυξάνει τη «διαλυτότητα» των ινών. Διαλυτές ίνες όπως η β-γλουκάνη μπορούν να μειώσουν τα επίπεδα χοληστερόλης ορού και συνεπώς είναι ωφέλιμες για την ελάττωση του κινδύνου καρδιαγγειακών νόσων.
5.3 Λίπη και Πρωτεΐνες
Τα περισσότερα λίπη δείχνουν αρκετά καλή σταθερότητα κατά την επεξεργασία. Ωστόσο, τα ακόρεστα λιπαρά οξέα έχουν τάση για οξείδωση και τάγγισμα στη διάρκεια της αποθήκευσης. Η εφαρμογή της συσκευασίας σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα, αντιοξειδωτικών και ασηπτικής συσκευασίας μπορεί να επιφέρει αισθητά αυξημένους χρόνους αποθήκευσης, απαλύνοντας κατ’ αυτόν τον τρόπο αυτές τις ανησυχίες.
Γενικά, οι πρωτεΐνες μετουσιώνονται σε υψηλές θερμοκρασίες, γεγονός που μπορεί να έχει δυσμενείς επιπτώσεις στη δομή των τροφίμων. Ωστόσο, αυτό μπορεί να προσφέρει θρεπτικά πλεονεκτήματα επειδή μπορεί να σημαίνει αυξημένη δυνατότητα αφομοίωσης πρωτεϊνών. Εντυπωσιακές νέες έρευνες δείχνουν επίσης ότι νεότερες μέθοδοι επεξεργασίας τροφίμων όπως η υψηλή πίεση, η εφαρμογή ηλεκτρικών πεδίων ή η ακτινοβόληση θα μπορούσαν να επηρεάσουν τα τροφικά αλλεργιογόνα. Η καταστροφή αντι-θρεπτικών πρωτεϊνών όπως η αβιδίνη στα ωμά αυγά είναι επωφελής στη διάρκεια της επεξεργασίας επειδή επιτρέπει την απορρόφηση θρεπτικών ουσιών που διαφορετικά είναι δεσμευμένες. Η αβιδίνη δεσμεύει τη βιοτίνη στα ωμά αυγά σε μεγάλο βαθμό και κατ’ αυτόν τον τρόπο δεσμεύει την απορρόφηση αυτής της βιταμίνης Β, αλλά ο δεσμός σπάει όταν η αβιδίνη μετουσιώνεται δια της θέρμανσης.
6. Γιατί τα επεξεργασμένα τρόφιμα έχουν τόση σημασία για τη σύγχρονη κοινωνία;
Στη σημερινή εποχή είναι δύσκολο να έχουμε ένα διαιτολόγιο βασισμένο μόνο σε φρέσκα, μη επεξεργασμένα τρόφιμα. Το μεγαλύτερο μέρος των τροφών των οικογενειών μας προέρχεται από επεξεργασμένα τρόφιμα που προσθέτουν ποικιλία στο διαιτολόγιο μας και εξυπηρετούν την πολυάσχολη ζωή μας. Τα επεξεργασμένα τρόφιμα δίνουν τη δυνατότητα στους καταναλωτές να κάνουν αγορές λιγότερο συχνά και να αποθηκεύουν ευρύ φάσμα τροφίμων στα οποία θα βασίσουν ποικίλα και θρεπτικά γεύματα.
Πολλά επεξεργασμένα τρόφιμα είναι εξίσου θρεπτικά ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, πιο θρεπτικά από τα φρέσκα ή τα σπιτικά μαγειρεμένα τρόφιμα ανάλογα με τον τρόπο επεξεργασίας τους. Για παράδειγμα, τα επίπεδα φολικού οξέος και θειαμίνης στα φασόλια διατηρούνται καλύτερα μετά τη διαδικασία κονσερβοποίησης σε σύγκριση με το παρατεταμένο μούλιασμα και βράσιμο που απαιτούνται αν προετοιμάζονται στο σπίτι από ξερά φασόλια. Τα κατεψυγμένα λαχανικά συνήθως υπόκεινται σε επεξεργασία εντός λίγων ωρών από τη συγκομιδή. Παρατηρείται ελάχιστη απώλεια θρεπτικών ουσιών στη διαδικασία κατάψυξης και συνεπώς τα κατεψυγμένα λαχανικά διατηρούν την υψηλή τους περιεκτικότητα σε βιταμίνες και ανόργανα άλατα. Αντιθέτως, τα φρέσκα λαχανικά μαζεύονται και μεταφέρονται στην αγορά. Μπορεί να χρειαστούν ημέρες ή ακόμα και εβδομάδες μέχρι να φθάσουν στο τραπέζι μας, και οι βιταμίνες βαθμιαία χάνονται με την πάροδο του χρόνου όσο προσεκτικά και αν μεταφέρονται και αποθηκεύονται τα λαχανικά. Οι κονσέρβες ψαριών είναι καλή πηγή ασβεστίου επειδή το ψάρι συχνά κονσερβοποιείται χωρίς να αφαιρεθούν τα κόκαλα και χάρη στην επεξεργασία τα μικρά κόκαλα μαλακώνουν και γίνονται πιο βρώσιμα.
Η ένταξη ευρέος φάσματος τροφίμων, είτε είναι φρέσκα, κατεψυγμένα, κονσερβοποιημένα είτε επεξεργασμένα με άλλους τρόπους, δίνει τη δυνατότητα στους καταναλωτές να επιτύχουν τα συνιστώμενα επίπεδα ημερήσιας λήψης αυτών. Για παράδειγμα, κονσερβοποιημένα φρούτα, χυμοί φρούτων και smoothies καθώς και κατεψυγμένα λαχανικά συνυπολογίζονται στον δημοφιλή στόχο των «5 μερίδων φρούτων και λαχανικών την ημέρα». Το κλειδί για τους καταναλωτές είναι η ισορροπία και η ποικιλία: καμία τροφή δεν παρέχει αρκετές θρεπτικές ουσίες για την επιβίωση και κάθε μέθοδος επεξεργασίας επηρεάζει διαφορετικά τις θρεπτικές ουσίες.
7. Συνοπτικά στοιχεία για την επεξεργασία τροφίμων
- Οι άνθρωποι επεξεργάζονται τρόφιμα – διατηρώντας τα για μελλοντική χρήση και για να εξασφαλίσουν την ασφάλειά τους - εδώ και αιώνες.
- Η επεξεργασία τροφίμων παρέχει τα μέσα για την παράταση της διάρκειας ζωής τροφίμων που διαφορετικά είναι ευπαθή, αυξάνοντας επομένως τις επιλογές και μειώνοντας την εξάρτηση από την εποχικότητα.
- Οι απώλειες φρέσκων τροφίμων κατά την αποθήκευση είναι γενικά μεγαλύτερες από τις απώλειες που συνδέονται με την επεξεργασία τροφίμων, και η επεξεργασία τροφίμων μπορεί να βελτιώσει τη θρεπτική αξία ορισμένων τροφών.
- Η προσθήκη θρεπτικών ουσιών σε τρόφιμα και ποτά χρησιμοποιείται παγκοσμίως ως μέτρο υπέρ της δημόσιας υγείας και αποτελεί οικονομικά αποδοτικό μέσο διασφάλισης της θρεπτικής ποιότητας της προσφοράς τροφίμων.
- Κονσερβοποιημένα, φρέσκα και κατεψυγμένα φρούτα και λαχανικά παρέχουν στο σύνολό τους τα θρεπτικά συστατικά που είναι απαραίτητα για ένα υγιεινό διαιτολόγιο.
Παραπομπές και περαιτέρω αναγνώσματα
MacEvilly C and Peltola K. (2003). The effect of agronomy, storage, processing and cooking on bioactive substances in food. In Plants, Diet and Health Ed. Gail Goldberg. Blackwell Science Publishing.
Mills EN, Sancho AI, Rigby NM, Jenkins JA, Mackie AR. (2009). Impact of food processing on the structural and allergenic properties of food allergens. Molecular Nutrition & Food Research 53(8):963-969.
Nutrition and Food Processing. British Nutrition Foundation Briefing Paper 1999.
Paschke A. (2009). Aspects of food processing and its effect on allergen structure. Molecular Nutrition & Food Research 53(8):959-962.
