Matbevarande

Livsmedelsbevarande , vilket som helst av ett antal metoder med vilket livsmedel förvaras från förstörelse efter skörd eller slakt. Sådana praxis går från förhistorisk tid. Bland de äldsta metoderna för konservering är torkning, kylning och jäsning. Moderna metoder inkluderar konservering, pastörisering, frysning, bestrålning och tillsats av kemikalier. Framstegen inom förpackningsmaterial har spelat en viktig roll i modern matkonservering.

Fördelningsmekanismer

Matskämpa kan definieras som varje förändring som gör maten olämplig för konsumtion. Dessa förändringar kan orsakas av olika faktorer, inklusive kontaminering av mikroorganismer, angrepp av insekter eller nedbrytning av endogena enzymer (de som finns naturligt i maten). Dessutom kan fysiska och kemiska förändringar, såsom rivning av växt- eller djurvävnader eller oxidation av vissa livsmedelsbeståndsdelar, främja förstörelse av livsmedel. Livsmedel som erhållits från växt- eller djurkällor börjar förstöra sig strax efter skörd eller slakt. Enzymerna i cellerna i växt- och djurvävnader kan frisättas till följd av mekaniska skador som orsakats under hanteringen efter skörden. Dessa enzymer börjar bryta ner det cellulära materialet. De kemiska reaktionerna som katalyseras av enzymerna resulterar i försämring av livsmedelskvalitet,till exempel utveckling av smaker, försämring av textur och förlust av näringsämnen. De typiska mikroorganismerna som orsakar matskämning är bakterier (t.ex.Lactobacillus ), jäst (t.ex. Saccharomyces ) och mögel (t.ex. Rhizopus ).

Mikrobiell kontaminering

Bakterier och svampar (jäst och mögel) är de viktigaste typerna av mikroorganismer som orsakar matskämning och matburna sjukdomar. Livsmedel kan förorenas av mikroorganismer när som helst under skörd, lagring, bearbetning, distribution, hantering eller beredning. De primära källorna till mikrobiell kontaminering är jord, luft, djurfoder, djurhudar och tarmar, växtytor, avloppsvatten och livsmedelsbearbetningsmaskiner eller redskap.

Bakterie

Bakterier är encelliga organismer som har en enkel inre struktur jämfört med celler från andra organismer. Ökningen i antalet bakterier i en population benämns vanligen bakterietillväxt av mikrobiologer. Denna tillväxt är resultatet av uppdelningen av en bakteriecell i två identiska bakterieceller, en process som kallas binär klyvning. Under optimala tillväxtförhållanden kan en bakteriecell delas ungefär var 20: e minut. Således kan en enda cell producera nästan 70 miljarder celler på 12 timmar. De faktorer som påverkar bakterietillväxt inkluderar näringsämne tillgänglighet, fukt, pH, syrgasnivåer, och närvaron eller frånvaron av hämmande ämnen (t.ex. antibiotika).

Näringsbehovet för de flesta bakterier är kemiska element som kol, väte, syre, kväve, fosfor, svavel, magnesium, kalium, natrium, kalcium och järn. Bakterierna erhåller dessa element genom att använda gaser i atmosfären och genom att metabolisera vissa livsmedelsbeståndsdelar som kolhydrater och proteiner.

Temperatur och pH spelar en betydande roll för att kontrollera tillväxthastigheten för bakterier. Bakterier kan klassificeras i tre grupper baserat på deras temperaturbehov för optimal tillväxt: termofiler (55–75 ° C, eller 130–170 ° F), mesofiler (20–45 ° C eller 70–115 ° F) eller psykrotrofer (10–20 ° C eller 50–70 ° F). Dessutom växer de flesta bakterier bäst i en neutral miljö (pH lika med 7).

Bakterier kräver också en viss mängd tillgängligt vatten för deras tillväxt. Tillgängligheten för vatten uttrycks som vattenaktivitet och definieras av förhållandet mellan ångtrycket för vatten i maten och ångtrycket för rent vatten vid en specifik temperatur. Därför är vattenaktiviteten för varje livsmedelsprodukt alltid ett värde mellan 0 och 1, där O representerar en frånvaro av vatten och 1 representerar rent vatten. De flesta bakterier växer inte i livsmedel med en vattenaktivitet under 0,91, även om vissa halofila bakterier (de som tål höga saltkoncentrationer) kan växa i livsmedel med en vattenaktivitet lägre än 0,75. Tillväxten kan kontrolleras genom att sänka vattenaktiviteten - antingen genom att tillsätta lösta ämnen som socker, glycerol och salt eller genom att ta bort vatten genom dehydrering.

Syrebehovet för optimal tillväxt varierar avsevärt för olika bakterier. Vissa bakterier kräver närvaro av fritt syre för tillväxt och kallas obligate aerobes, medan andra bakterier är förgiftade av närvaron av syre och kallas obligate anaerober. Facultativa anaerober är bakterier som kan växa i både närvaro eller frånvaro av syre. Förutom syrekoncentrationen påverkar tillväxtmediumets syrereduktionspotential bakterietillväxt. Syrereduktionspotentialen är ett relativt mått på tillväxtmediets oxiderande eller reducerande kapacitet.

När bakterier förorenar ett livsmedelssubstrat tar det lite tid innan de börjar växa. Denna fördröjningsfas är den period då bakterierna anpassar sig till miljön. Efter förseningsfasen är loggfasen, i vilken populationen växer på ett logaritmiskt sätt. När befolkningen växer konsumerar bakterierna tillgängliga näringsämnen och producerar avfallsprodukter. När näringsämnesförsörjningen tappas in går tillväxthastigheten in i en stationär fas där antalet levande bakterieceller förblir detsamma. Under den stationära fasen är hastigheten för bakteriecelltillväxt lika med hastigheten för bakteriecellsdöd. När frekvensen av celldöd blir större än graden av celltillväxt, går populationen in i nedgångsfasen.

En bakteriepopulation uttrycks antingen per gram eller per kvadratcentimeter ytarea. Sällan överskrider den totala bakteriepopulationen 1010 celler per gram. En population på mindre än 106 celler per gram orsakar inte någon märkbar förstörelse utom i rå mjölk. Befolkningar på mellan 106 och 107 celler per gram orsakar förstörelse i vissa livsmedel; till exempel kan de generera lukt i vakuumförpackat kött. Befolkningar på mellan 107 och 108 celler per gram ger lukt i kött och vissa grönsaker. Vid nivåer över 5 × 107 celler per gram uppvisar de flesta livsmedel någon form av förstörelse.

När förutsättningarna för bakteriecelltillväxt är ogynnsamma (t.ex. låga eller höga temperaturer eller lågt fuktinnehåll), kan flera arter av bakterier producera resistenta celler som kallas endosporer. Endosporer är mycket motståndskraftiga mot värme, kemikalier, uttorkning (uttorkning) och ultraviolett ljus. Endosporerna kan förbli vilande under långa tidsperioder. När förhållandena blir gynnsamma för tillväxt (t.ex. tining av kött), gror endosporerna och producerar livskraftiga celler som kan påbörja exponentiell tillväxt.