Élelmiszerporok

Az élelmiszerporok reaktív porok, vagyis részben visszafordíthatatlan változásokon mennek keresztül, ha külső igénybevételnek vannak kitéve, például (újra) hidratálás, melegítés és/vagy megterhelés hatására.

Kapcsolódó kifejezések:

Búzaliszt
Gyümölcslé
Csecsemőtáp
Édes
Szárított sovány tej
Szárított étel
Szárított tej

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Az élelmiszerporok kémiai károsodása és fizikai instabilitása

22.1 Bevezetés

Az élelmiszerpor agglomerációs mérnöki fejlődés

Absztrakt

Az élelmiszerporokat sokféleképpen használják a mindennapi életben, és technológiai megoldásokat kínálnak az élelmiszertermelés problémájára. Az élelmiszerporok természetes eredete, kémiai összetételük változatossága, az alapanyagok változékonysága, a natív szerkezetek heterogenitása, valamint a hidrotermikus stressz hatására bekövetkező fizikai-kémiai reakcióképesség hozzájárul a viselkedésük bonyolultságához. Az élelmiszerpor agglomerálását nemrégiben egy több léptékű megközelítés alapján vették figyelembe, amelyet a fejezet elrendezése követ: (i) a részecske skálán a részecskék tulajdonságainak és a felületi reaktivitás bemutatása az agglomerációs mechanizmusokkal kapcsolatban, (ii) a mechanizmusok skálája, az agglomerátumok strukturálódinamikájának leírásával, (iii) a folyamat skáláján, az agglomerációs technológiák és szenzorok bemutatásával, valamint a porágyi stresszátvitel módjának tanulmányozásával, végül (iv) a megszerzettek integrálásával az egyes skálákon elvégzett dimenzióelemzésnek köszönhetően.

Az élelmiszerporok felületi összetétele

C. Gaiani,. J. Scher, az Élelmiszerporok kézikönyvében, 2013

Absztrakt:

Az élelmiszerpor termelésének növekedésével ideje új módszerek alkalmazásával részletesebb megismerni ezeket a porokat és azok funkcionális tulajdonságait. Egyre több érdekes módszert alkalmaztak a por felületének jellemzésére; mások fejlesztés alatt állnak (gyógyszerek, kozmetikai területek stb.). Eddig a kutatók és a gyártók előtt álló fő probléma az volt, hogy nem volt olyan központi információforrás, amely kizárólag az élelmiszerporok felületére összpontosító gyakorlati ismereteket szolgáltatna. E fejezet első szakasza felvázolja az élelmiszerporok felületének jellemzésére használt legújabb módszereket, a felületi összetételt befolyásoló tényezők előtt. Végül kiemelik a porfelületek és a funkcionális tulajdonságok közötti összefüggéseket.

Mechanikai tulajdonságok

1. Az élelmiszerporok mechanikai tulajdonságai

Az élelmiszerporokat gyakran gyors dehidratációval állítják elő, és amorf szénhidrátokat és fehérjéket tartalmaznak, amelyeket a víz lágyít. A mechanikai tulajdonságok változását az üveg tárolási hőmérséklet alá történő átmenetének depressziója okozhatja, ami drámai változásokat eredményez az áramlási tulajdonságokban és az elfogadható minőség elvesztését. Ezek a változások összefüggésben lehetnek az amorf vegyületek gumiszerű állapotának viszkózus áramlásával, és gyakran feltételezik, hogy a termék minősége üveges állapotban is fenntartható.

Az amorf élelmiszerporok üvegesedése a mechanikai tulajdonságok változásának fő oka a tárolás során. Aguilera et al. (1993) azt sugallta, hogy a higroszkópos élelmiszerporok szabadon folyó tulajdonságai még az ilyen porok magas nedvességtartalomnak való kitettségéből is elvesznek. A mechanikai tulajdonságok ilyen változása a tárolás során elkerülhető vagy csökkenthető a hőmérséklet és a víztartalom kritikus értékeinek megállapításával és alkalmazásával.

Por keverése az élelmiszerporok gyártása során

B. Cuq. C. Gatumel, az Élelmiszerporok kézikönyvében, 2013

9.1 Bevezetés

Az élelmiszerporok a mindennapi életben mindig sokféle alkalmazással vannak jelen (pl. Só, bors, fűszerek, cukor, liszt, kávé, mandulapor, száraz italok, sütemények, fagylaltkeverékek, színezékek stb.). Technológiai megoldásokat is kínálnak, mivel viszonylag könnyen megtarthatók, szállíthatók, tárolhatók és feldolgozhatók. Bár az elmúlt 15 évben jelentős tudományos kutatásokat végeztek, az élelmiszerporok leírása továbbra is részleges (Barbosa-Canovas et al., 2005; Cuq et al., 2011; Fitzpatrick és Ahrné, 2005). Globális pormérnöki megközelítésre van szükség a porok előállításának és felhasználásának követelményeinek megválaszolásához az élelmiszer-tudományhoz és a technológiához kapcsolódó tudományterületek és az olyan tudományos tudományágak integrálásával, mint a folyamatmérnöki tudományok, a fizikai-kémia vagy a fizika. A szilárd heterogén szemcsék sűrű együttesei által képviselt szemcsés anyag viselkedésének megértése külső igénybevétel mellett továbbra is nagyon fontos.

A kémiai összetétel sokfélesége, az alapanyagok változékonysága, a natív szerkezetek heterogenitása és a különböző fizikai-kémiai reaktivitás hidrotermikus stressz hatására mind olyan tényezők, amelyek összetettséghez vezetnek az élelmiszerpor viselkedésében. A por tulajdonságai önmagukban befolyásolják a por viselkedését tárolás, kezelés, szállítás, keverés, préselés vagy csomagolás során (Barbosa-Canovas et al., 2005). A homogén, gömb alakú, monodiszpergált és inert részecskékből (pl. Üveggyöngyök) álló modellporokkal ellentétben az élelmiszerporok mérete, alakja és szerkezete hatalmas heterogenitást mutat. Ezenkívül számos élelmiszerpor különböző összetételű szemcsés összetevők keverékéből áll, és egyes termékek nagyon különböző szemcsés tárgyakat is tartalmazhatnak (például száraz tészta, száraz zöldségdarab, száraz húsdarab, apró gyümölcs stb.). A különböző heterogén száraz porok átalakításához általában szükség van mind a homogenizáláshoz szükséges keverési műveletre, mind pedig a keverési szakasz után előforduló szegregációs jelenségek ellenőrzésére.

A porkeverés az egyik leggyakoribb művelet a porokkal kapcsolatos iparágakban. Különösen igaz ez az élelmiszer-feldolgozó iparban, amely a száraz porok állandó minőségű előállításának biztosítására való keverésen, valamint a termékek széles választékának technológiai teljesítményén alapul. Élelmiszerporok széles választékát (pl. Liszt, cukor, só, száraz adalékanyagok, száraz összetevők, szárított tej, szárított zöldségek, szárított gyümölcsök, gabonafélék, sütőipari keverékek, levesporok, fűszerkeverékek, gyümölcsléporok stb.) külön-külön vagy kombinációban vízszintes vagy függőleges szalagkeverőkben (Barbosa-Canovas et al., 2005). Az élelmiszeriparban történő keverés fő célja a termék homogenitásának megteremtése. Az élelmiszerporok sokfélesége azonban azt jelenti, hogy a keverést bonyolult műveletnek tekintik: a különböző porok szemcséi különböző méretűek lehetnek, könnyen szétválhatnak vagy törékenyek, ragadósak stb.

A szegregációs (vagy demixing) mechanizmusok akkor figyelhetők meg, amikor a szemcsés keverék néhány részecskéje elválik a többi komponenstől. Ez a „probléma” főleg akkor jelentkezik, amikor a részecskék mozgékonyságában eltérések vannak a fizikai tulajdonságaik, elsősorban a részecskeméret, de a részecske alakja, sűrűsége vagy felületi tulajdonságai miatt is (Bridgewater, 2012; Fitzpatrick és Ahrné, 2005; He, 2012; Massol-Chaudeur és mtsai, 2003). A külső mechanikai erők (például a gravitáció, a rezgés vagy a nyírófeszültségek) szegregációs mechanizmusokat indukálnak, amelyek a granulált anyagok kezelése, feldolgozása, gyártása és/vagy tárolása során a technológiai korlátok hátterében lehetnek.

A fő szegregációs problémák a keverési szakasz után jelentkeznek. A feldolgozóüzemben az élelmiszer-feldolgozás során végzett számos művelet (például pneumatikus szállítás, teherautóban történő szállítás, konténerek ürítése és feltöltése, ideiglenes tárolás, gépi adagolás stb.) Szegregációs mechanizmusokat és por heterogenitást eredményezhet. A száraz szemcsés élelmiszerek szegregációs mechanizmusai szintén hatással lehetnek a keverési folyamat után, amint a por bejut a végső csomagolásba, a vevő által történő szállítás, tárolás és kezelés során, vagy bármikor a termék fogyasztásáig vagy felhasználásáig. (pl. levesporok, üdítőital-keverékek). Ezeket a lehetőségeket figyelembe kell venni az új száraz porított élelmiszer-keverékek kifejlesztése során. Az elkülönítés valódi problémát jelent a száraz por feldolgozásával foglalkozó élelmiszeripar számára.

Az élelmiszer-por keverékek szegregációs viselkedését még mindig teljes mértékben meg kell érteni, és kapcsolatokat kell húzni a port alkotó natív részecskék tulajdonságainak megoszlásához. Szükség van szabványosított technikákra a keverék szegregációs tendenciájának felmérésére és osztályozására. Az integrált mérnöki megközelítés elősegítené a komplex élelmiszerporok elkülönítési képességének mérésére és előrejelzésére szolgáló releváns eszközök kifejlesztését azok feldolgozása és felhasználása során. Az élelmiszerporok elkülönítésével kapcsolatos specifikus kutatások azonban továbbra is korlátozottak az élelmiszerporok alacsony értéke és az élelmiszerpor alacsony költségektől függő jellege miatt. Ez a fejezet az élelmiszerpor keverésének leírását javasolja, az általános fogalmaktól kezdve a sajátosságokig.

Bevezetés az élelmiszerporokba

1.14 Következtetés

Az élelmiszerporok az élelmiszer-anyagok leggyakoribb formája. A portermelés mennyisége és típusa napról napra növekszik, mivel ez az élelmiszer legstabilabb formája, amelyet szintén könnyű használni, csomagolni, elosztani és kezelni. Számos új termékkészítményt fejlesztettek ki számos por keverésével, és a végterméket később vízzel rehidratálva és további feldolgozással állítják elő. A pornak az élelmiszeriparban való fokozott felhasználása miatt fontosabb megérteni a különféle porok tulajdonságait a minőség és a feldolgozási feltételek ellenőrzése érdekében. Időközben a porkészítés folyamata is fontos kutatási terület volt, mivel számos élelmiszertermék nem egyszerűen alakítható porrá a bennük rejlő összetétel és ragadós viselkedés miatt. A kívánt funkcionalitás elérése érdekében elkészített élelmiszerporok egy másik terület, amelyre az utóbbi időben a hangsúly került. Ez magában foglalja a porszemcsék felületének és belső szerkezetének ellenőrzését.

Feltörekvő termékképzés

Seid Mahdi Jafari,. Ioanna Mandala, az élelmiszer-hulladék hasznosításában, 2015

13.6.1. Bevezetés

Élelmiszer por rehidratálása

C. Selomulya, Y. Fang, az Élelmiszerporok kézikönyvében, 2013

Absztrakt:

Az egyedi élelmiszerporok mind funkcionális, mind táplálkozási szempontból testreszabhatók, hogy megfeleljenek a végfelhasználók követelményeinek. Példa erre a tejporok, ahol a felületi és belső összetételek megkülönböztető fizikai-kémiai tulajdonságokhoz és funkcionális viselkedéshez vezetnek. A por rehidratálása fontos, mint a fogyasztás minőségének kritikus mércéje. Rekonstitúciós tulajdonságaik számszerűsítésére szolgáló standard módszerek viszonylag egyszerű eljárások, amelyek miatt nem ismerhetők fel a speciális termékek fontos jellemzői. Áttekintést mutatunk be a por rehidratációs tulajdonságairól, valamint az iparban és a kutatási környezetben alkalmazott technikákról, különös tekintettel a kereskedelmi porok nagy részét tartalmazó tejporokra.

Por tulajdonságai az élelmiszer-előállítási rendszerekben

12.4.3. Porporogatás és ragadósság

Az élelmiszerporok a tárolás és kezelés során ragadóssá és süteményekké válhatnak. Sütés esetén a nedvességet gyakran azonosítják a legfontosabb elemnek vagy oknak. Ezért a sütés kinetikájának megjóslásához nagyon fontos ismerni a fő porkomponensek vízérzékenységét és higroszkóposságát. Számos élelmiszerport és élelmiszer-összetevőt bonyolít az a tény, hogy sok különböző összetevőt tartalmaznak, és ez megnehezíti a sütésre való hajlam előrejelzését. Ezenkívül a kezelés, tárolás, feldolgozás és a végső fogyasztónak történő elosztás során a porok változhatnak a hőmérsékletben és a légköri páratartalomban, ami megváltoztathatja a por kezelési viselkedését és megjelenését. Ez különösen fontos, ha a porokat melegebb, nedvesebb éghajlatra szállítják, ahol egy keverék szilárdan megsülhet vagy folyékonyabbá válhat a felszívódó vízből.

Számos élelmiszerpor tartalmaz amorf üveges komponenseket, például amorf cukrokat. Például sok porlasztva szárított tejpor amorf állapotban tartalmaz laktózt. A sovány tejpor körülbelül 50% amorf laktózt tartalmaz, amely nagy hatással van sütési viselkedésére (Fitzpatrick et al., 2007). Az üvegesedési hőmérséklet felett (adott víztartalom esetén) a porszemcsék ragadóssá válnak (Aguilera et al., 1995), és ezt gyakran a tapadási pont hőmérséklete írja le. A ragadási pont jellemzően körülbelül 10–20 ° C-kal alacsonyabb az alacsony molekulatömegű szénhidrátok üvegesedési kezdeti hőmérsékleténél (Roos és Karel, 1991), amint azt a 12.14. Ábra szemlélteti, bár ez az alkalmazott vizsgálati módszertől függ. Ez a tapadósság az amorf komponensek molekuláris mobilitásának köszönhető, mivel a szemcsék felületei között nagyon viszkózus áramlás folyik, lehetővé téve a felületek deformálódását és kölcsönhatását, így a por sokkal összetartóbbá válik. A növekvő víztartalmú vagy hőmérsékletű ragadós zónán való áthaladáskor (12.14. Ábra) a tapadóképesség először a maximálisra nő, majd a viszkozitás folyamatos csökkenése miatt csökken.

12.14. Üvegátmenet és ragadós zóna egy amorf komponens számára.

A főként amorf anyagokból álló porrészecskék sütése erősen függ a környező levegő relatív páratartalmától és a hőmérséklettől. Amikor az amorf anyagokat nedves környezetnek teszik ki, az egyes részecskék közötti áthidalás mechanizmusa eltér a kristályos anyagokétól, mivel az amorf részecskék együtt szinterelnek össze (Palzer, 2005). A szinterelés olyan folyamat, amelyben a molekulák két szomszédos részecske közötti résbe kerülnek, és ez az üvegátmenet felett engedélyezett, mivel a molekulák képesek áramlani. A folyamatot felületi feszültség és/vagy külső erő vezérli. A részecskék közötti rés lezárása közben a rendszer szabad fajlagos felületi energiája csökken. A szinterhíd fejlődésének sebessége függ a molekula mobilitásától, amely az anyag viszkozitásához kapcsolódik, ami viszont az anyag hőmérséklete (T) és az üvegesedési hőmérséklete (Tg) közötti hőmérséklet-különbséggel [T - Tg] függ össze. ).

A páratartalom-ciklus, ahol a porokat magas relatív páratartalomnak, majd alacsony relatív páratartalomnak teszik ki, szilárd hidak kialakulásához vezethet a porrészecskék között. Ez akkor fordulhat elő, ha a porszemcsék vízben oldódó alkotórészekkel rendelkeznek. Magas páratartalom esetén vízhidak képződnek, amelyek oldott alkotórészeket tartalmaznak, és szilárd hidakká alakulnak át, amikor a víz elpárolog az alacsony páratartalom alatt. Ezenkívül a vízoldható kristályos porok esetében alacsony nedvességtartalmú expozíció alatt átkristályosodás léphet fel, mivel a vízgőzölés túltelít a kristályok közötti vizes oldatot. Bizonyos helyzetekben sütés történhet, annak ellenére, hogy az összes nedvességtartalom megfelel a termék specifikációinak, ahol a hőmérsékleti gradiensek miatt nedvesség gradiensek állapíthatók meg a por belsejében (Paterson et al., 2006).

Számos különféle kísérleti technika létezik a torta szilárdságának mérésére, beleértve a nyírási teszt technikákat, az egytengelyű erő elmozdulásának tesztelőjét (Fitzpatrick és mtsai., 2008), a penetrométert és a fúvástesztet (Billings és mtsai., 2006; Paterson és mtsai., 2005). Ezeket fel lehet használni a különböző porokhoz tartozó sütési mechanizmusok feltárására. A fénymikroszkópokat és elektronmikroszkópokat használó vizualizációs technikák szintén hasznosak a sütési mechanizmusok feltárásához két porszemcsék érintkezésbe hozásával és idővel fényképek készítésével (Feeney és Fitzpatrick, 2011).

Fagyasztva szárítás élelmiszerpor gyártáshoz

3.1 Bevezetés

Az élelmiszerpor száraz szilárd ételként definiálható apró, laza részecskék formájában. Ha úgy tervezték, hogy az egészségre, a teljesítőképességre és/vagy a közérzetre specifikus és jótékony élettani hatást nyújtson, amely túlmutat az egyszerű tápanyagok biztosításán, akkor a port funkcionálisnak nevezzük. A nedves szilárd anyagból történő por előállításának fő folyamatai a szárítás és/vagy az aprítás vagy a méret csökkentése. A végterméknek meg kell felelnie olyan speciális minőségi előírásoknak, mint például az új diszpergált vizes szuszpenziók nedvességtartalma, morfológiája, részecskemérete, szemcseméret-eloszlása és felületi aktivitása a levegő-oldat határfelületen (Chronakis et al., 2004).

A konvektív forró levegős szárítás az élelmiszer-megőrzés hagyományos módszere, amely meghosszabbítja az eltarthatósági időt és könnyebb súlyt szállít. Ezt a módszert alaposan alkalmazták száraz gyümölcsökre és darabolt élelmiszerekre. Azonban köztudott, hogy az élelmiszer minőségét negatívan befolyásolják a meleg levegőn történő szárítás sajátos működési paraméterei, például a magas hőmérséklet és az oxigén jelenléte. A forró levegőn történő szárítás drámai változásokat okozhat a termék fizikai tulajdonságaiban (azaz színében és szerkezetében), valamint az aromás vegyületek romlását vagy a tápanyagok lebomlását okozhatja, ami elkerülhetetlenül csökkenti a termék minőségét. A forró levegős szárítás azonban az egyik kevésbé költséges szárítási módszer az energiafogyasztás és a berendezésellátás szempontjából, összehasonlítva más dehidratációs eljárásokkal (azaz porlasztva szárítás, fagyasztva szárítás stb.).

A porlasztva szárítás dehidratációs módszer, ahol folyadékot/hígtrágyát permeteznek finom részecskékbe, magas hőmérsékleten levegővel érintkezve. Ezt a módszert általában tejből, tejsavóból, élesztőből és más nagyon értékes termékekből álló porok előállítására használják jó végső minőségük miatt. Az energiafogyasztás azonban korlátozást jelent e szárítási módszer széles körű alkalmazásában. A permetezéses szárítás során az ételcseppekbe kevert nagy mennyiségű levegőben jelenlévő oxigén szintén negatívan befolyásolhatja a hőérzékeny és oxidálható tápanyagokat.

A fagyasztva szárítás fagyasztott termék szublimálásával történő dehidratáláson alapul. Az „A vegyipari mérnöki innováció az élelmiszer-előállításban” (AICHE, 2009) cikkben az AICHE szövetség rámutatott, hogy az élelmiszeripari alkalmazások fagyasztva szárítási eljárásának 1930-as bevezetése technológiai mérföldkőnek tekinthető. Más szárítási módszerekhez képest a fagyasztva szárítás kiváló minőségű termékeket eredményezhet, mivel a romlási reakciók többsége lelassul vagy gyakorlatilag leáll (azaz az íz- és aromaveszteség minimalizálása, a tápanyag-visszatartás maximalizálása, porózus szerkezet) a folyékony víz hiánya miatt, oxigén hiánya vákuumban és alacsony hőmérsékletek alkalmazása (Ratti, 2001). Ennek ellenére az előállítási költség körülbelül nyolc, illetve négyszer magasabb, mint a hagyományos légszárítás és permetezéses szárítás. Így a fagyasztva szárítással járó magas üzemeltetési költségek csak nagy értékű termékekre (azaz kávéra, mikroorganizmusokra, kapszulázott aromára stb.) Korlátozzák a felhasználást.

Ebben a fejezetben a fagyasztva szárítás folyamata kerül ismertetésre az élelmiszerpor előállításához. Fontos, hogy a szerző kiemelje, hogy ez a fejezet inkább az „élelmiszer”, nem pedig a gyógyszerészeti közönség számára irányul. Az olvasókat arra ösztönzik, hogy az ebben a fejezetben található irodalmi hivatkozásokból szerezzenek részletes információkat a konkrét témákról.