Šta reći kada je drugo izdanje, iako pod nešto izmenjenim naslovom, ove knjige na vidiku? Ništa posebno. Više od deset godina prošlo je od pojave prvog izdanja. U celom tom periodu knjiga je služila mladim kolegama. Kako se moglo čuti, knjiga je dosta dobro ocenjena. Zamerki ili nije bilo ili glasovi o tome nisu stigli do autora. Bilo bi mnogo bolje da je bilo sijaset konstruktivnih kritika, primedbi, sugestija. . . To bi doprinelo da ovo izdanje bude još bolje. No, pošto toga nije bilo, autor je sebi dozvolio da sam učini određene ispravke i delimično dopuni sadržaj. Nekih „revolucionarnih“ promena nema jer ni u oblasti konzervisanja namirnica nema nekih značajnih novina. Usavršava se i menja tehnika i oprema koja se koristi tokom konzervisanja – ali sami principi konzervisanja su ostali nepromenjeni u odnosu na prošlu deceniju.

Zahvaljujem recenzentima prof. dr. Miloradu Stojanoviću i prof. dr. Branki Bukvić na uloženom trudu i korisnim sugestijama.

Svestan gesla da „Ništa nije tako dobro da ne bi moglo da bude i bolje“ i dalje bih rado primio dobronamerne sugestije i primedbe – sve sa ciljem da eventualno neko sledeće izdanje bude još bolje.

Na kraju, i ovom prilikom želim da se zahvalim donatorima – čiji je spisak priložen na kraju knjige – bez čijih doprinosa ovo izdanje ne bi bilo pred Vama.

Sadržaj

Značajnije godine sa aspekta konzervisanja namirnica

UVOD

I D E O

l. PROMENE LAKOKVARLJIVIH NAMIRNICA
1.1. PROMENE NEMIKROBIOLOŠKE PRIRODE
1.1.1. Mehaničke promene
1.1.2. Biohemijske promene
1.1.2.1. Biohemijske promene biljnog tkiva
1.1.2.1.1. Disanje (respiracija) kao biohemijska promena
1.1.2.1.1.1. Disanje obranih biljnih plodova
1.1.2.2. Biohemijske promene životinjskog tkiva
LITERATURA

1.2. PROMENE MIKROBIOLOŠKE PRIRODE
1.2.1. Mikrobiološke promene lakokvarljivih namirnica
1.2.1.1. Mikrobiološke promene namirnica biljnog porekla
1.2.1.2. Mikrobiološke promene namirnica animalnog porekla

1.3. USLOVI ZA RAZVOJ MIKROORGANIZAMA
1.3.1. Fizički faktori
1.3.2. Hemijski faktori
1.3.2.1. Sastav supstrata i koncentracija pojedinih sastojaka
1.3.2.2. Kiselost sredine
1.3.3. Biološki faktori
LITERATURA

II D E O

OSNOVNI PRINCIPI KONZERVISANJA LAKOKVARLJIVIH NAMIRNICA

1. POSTUPCI KOJI SE ZASNIVAJU NA PRODUŽENJU ŽIVOTNIH FUNKCIJA LAKOKVARLJIVIH NAMIRNICA
1.1. MOGUĆNOST UTICAJA NA BIOHEMUSKE PROMENE BILJNOG TKIVA
1.1.1. Uticaj na biohemijske reakcije namirnica biljnog porekla u toku čuvanja u hlađenom prostoru na temperaturama iznad 0°C
1.1.1.1. Uslovi čuvanje i promene do kojih dolazi tokom skladištenja
1.1.2. Čuvanje biljnih delova u običnim uslovima
1.2. MOGUĆNOST UTICAJA NA NAMIRNICE ŽIVOTINJSKOGPOREKLA.
LITERATURA

2. POSTUPCIKOJIMA SE UNIŠTAVAJU MIKROORGANIZMI
2.1. PRIMENA POVIŠENE TEMPERATURE
2.1.1. Činioci koji utiču na brzinu uništavanja mikroorganizama
2.1.2. Delovanje konstantne letalne temperature na preživljavanje mikroorganizama
2.1.3. Dejstvo promenljive letalne temperature na preživljavanje mikroorganizama
2.1.4. Činioci koji utiču na termičku otpornost mikroorganizama.
2.1.4.1. Vrsta mikroorganizama
2.1.4.1.1. Visina temperature
2.1.4.1.2. Hemijski sastav sredine
2.1.5. Dejstvo subletalne temperature
2.1.6. Principi termičkog konzervisanja
2.1.6.1. Pojam toplotne sterilizacije
2.1.6.2. Neophodni efekti toplotne sterilizacije
2.1.6.3. Upoređivanje učinaka režima sterilizacije
2.1.6.4. Potrebne sterilizacione vrednosti za namirnice konzervisane toplotom
2.1.7. Izračunavanje sterilizacione vrednosti
2.1.7.1. Praktično merenje prodiranja toplote
2.1.8. Nedostatak načina proračuna režima sterilizacije
2.1.9. Uticaj režima sterilizacije na kvalitet proizvoda
2.1.10. Fizički parametri termičke klasične sterilizacije
2.1.10.1. Izračunavanje pritiska za vreme sterilizacije u staklenoj ambalaži
2.1.10.2. Zahvati kojima može da se smanji unutrašnji pritisak prilikom sterilizacije
2.1.11. Tehničko izvođenje toplotne sterilizacije
2.1.11.1. „Otvoreni“ uređaji
2.1.11.2. Zatvoreni uređaji (autoklavi)
2.1.11.2.1. Protočna sterilizacija
2.1.12. Kvarenje namirnica konzervisanih toplotom
2.1.13. Mere za smanjenje broja kvarenja
2.1.14. Utvrđivanje održivosti konzervi
2.1.15. Trovanje namirnicama konzervisanih toplotom
LITERATURA

2.2. PRIMENA ZRAČENJA ZA UNIŠTAVANJE MIKROORGANIZAMA
2.2.1. Toplo elektromagnetno zračenje
2.2.2. Hladno elektromagnetno zračenje
2.2.2.1. Ultraljubičasto zračenje
2.2.2.2. Jonizujuće zračenje
2.2,2,2.2,1. Fenomen jonizacije
2.2.3. Primena zračenja
2.2.4. Svrha zračenja
2.2.5. Zdravstveni aspekt ozračivanja namirnica
2.2.6. Hemijske promene u ozračenim namirnicama
2.2.7. Promene u hranljivoj vrednosti ozračene namirnice
2.2.8. Uticaj zračenja na mikroorganizme
2.2.9. Uticaj zračenja na enzime nemikrobiološkog porekla
2.2.10. Korišćenje zračenja u praksi
2.2.10.1. Doze i svrha zračenja
2.2.10.2. Primena zračenja u kombinaciji s drugim zahvatima
2.2.10.3. Uticaj zračenja na ambalažni materijal
2.2.11. Izvori zračenja
2.2.12. Perspektiva korišćenja zračenja
LITERATURA

3. POSTUPCI KONZERVISANJA KOJIMA SE STVARAJU NEPOVOLJNI USLOVI ZA MIKROBIOLOŠKU AKTIVNOST
3.1. KONZERVISANJE NAMIRNICA ZAMRZAVANJEM
3.1.1. Uticaj zamrzavanja na mikroorganizme
3.1.2. Uticaj niskih temperatura na enzime
3.1.3. Temperatura zamrzavanja namirnica
3.1.4. Količina zamrznute vode
3.1.5. Brzina zamrzavanja namirnica
3.1.5.1. Prethlađivanje namirnica
3.1.6. Način zamrzavanja i uređaji za zamrzavanje
3.1.6.1. Direktno zamrzavanje (kriogeno zamrzavanje)
3.1.6.2. Indirektno zamrzavanje
3.1.7. Uređaji za proizvodnju hladnoće za indirektno zamrzavanje
3.1.7.1. Apsorpcioni uređaji
3.1.7.2. Kompresioni uređaji
3.1.8. Skladištenje i promene zamrznutih namirnica
3.1.9. Pakovanje zamrznutih namirnica
3.1.10. Zamrznute namirnice u uslovima prestanka delovanja niksih temperatura
LITERATURA

3.2. OSMOANABIOZA
3.2.1. Odnos mikroorganizama prema vodi
3.2.1.1. Aktivnost vode
3.2.1.2. Mikroorganizmi i aktivnost vode
3.2.1.3. Uticaj prirode namirnice na aktivnost vode
3.2.2. Konzervisanje namirnica na principu smanjivanja aktivnosti vode
3.2.2.1. Konzervisanje namirnica sušenjem
3.2.2.1.1. Sorpciona izoterma
3.2.2.1.2. Sušenje zagrevanjem
3.2.2.1.3. Uređaji za sušenje
3.2.2.1.4. Sušenje liofilizacijom (sublimaciono sušenje, kriodesikacija)…
3.2.2.1.5. Uticaj sušenja na kvalitet namirnica
3.2.2.2. Koncentrisanje namirnica
3.2.2.2.1. Koncentrisanje primenom toplote
3.2.2.2.2. Koncentrisanje zamrzavanjem
3.2.2.2.3. Koncentrisanje izdvajanjem vode pomoću membrana
3.2.2.3. Dodatak određenih jedinjenja s ciljem smanjenja aktivnosti vode.
3.2.2.3.1. Konzervisanje namirnica dodatkom kuhinjske soli
LITERATURA

3.3. KONZERVISANJE NAMIRNICA DODATKOM HEMUSKIH KONZERVANASA I ANTIBIOTIKA
3.3.1. Efikasnost hemijskih konzervanasa
3.3.2. Vrste hemijskih konzervanasa
3.3.2.1. Neorganska jedinjenja
3.3.2.2. Prirodna organska jedinjenja
3.3.2.3. Veštački fungicidi
3.3.3. Antibiotici i fitoncidi
LITERATURA

3.4. BIOLOŠKO KONZERVISANJE
3.4.1. Mikroflora mlečno-kiselinskog vrenja
3.4.2. Proizvodi metabolizma
3.4.3. Primena bakterija mlečno-kiselinskog vrenja
LITERATURA

III DEO

1. OKSIDACIONE PROMENE NAMIRNICA
1.1. OKSIDACLJA KISEONIKOM
1.1.1. Oksidacija vazdušnim kiseonikom
1.1.1.1. Oksidacija polifenola
1.1.1.2. Oksidacija askorbinske kiseline
1.1.1.3. Oksidacija lipida
1.1.1.3.1. Biološka (enzimska) oksidacija lipida
1.1.1.3.2. Autooksidacija lipida
1.1.2. Oksidacija atomskim kiseonikom
1.2. ANAEROBNA OKSIDACUA

2. MERE ZA SPREČAVANJE NEŽELJENIH OKSIDACIONIH PROMENA
2.1. DEAERACUA
2.1.1. Pakovanje
2.1.2. Deaeracija u užem smislu (odzračivanje)
2.2. PRIMENA POVIŠENE TEMPERATURE
2.2.1. Primarna termička obrada (barenje ili blanširanje)
2.3. PRIMENA SNIŽENE TEMPERATURE
2.4. ANTIOKSIDACIONO POTAPANJE
2.5. HEMIJSKA DEAERACUA
2.5.1. Antioksidanti
2.5.1.1. Prirodni antioksidanti
2.5.1.2. Veštački antioksidanti

3. NEENZIMATSKE PROMENE (neenzimatsko potamnjivanje)
LITERATURA

I Deo – Osnovni principi konzervisanja lakokvarljivih namirnica

Sve metode konzervisanja koje su do sada razvijene imaju zadatak da spreče mikrobiološku aktivnost. One nisu u stanju, niti je to cilj konzervisanja, da određenim zahvatima poprave kvalitet namirnica koje su već zahvaćene mikrobiološkom aktivnošću.

Za očuvanje namirnica i sprečavanje njihovog kvarenja postoji više postupaka. Na osnovu principa delovanja, postoje različite klasifikacije metoda konzervisanja. Svi postupci za sprečavanje kvarenja namirnica, odnosno za sprečavanje ili usporavanje mikrobiološke aktivnosti mogu se svrstati u 4 grupe i to:

• Postupci koji se zasnivaju na produženju životnih procesa svežih namirnica biljnog porekla koje nastavljaju životne funkcije i posle berbe. Ovi postupci se svode na primenu nižih temperatura koje usporavaju biohemijske promene na svežem voću i povrću.
• Postupci koji se primenjuju u cilju uništavanja mikroorganizama, tj. a b i o t i č k i postupci (visoka temperatura, zračenje, konzervansi, antibiotici).
• Postupci kojima se onemogućava aktivnost mikroorganizama iako je sačuvana sposobnost reprodukcije u povoljnim uslovima, tj. a n a b i o t i č k i postupci (zamrzavanje, sušenje, koncentrisanje, soljenje, šećerenje, mariniranje).
• Postupci kojima se smišljenim zahvatima menja sastav prisutne mikroflore. Razvijaju se mikroorganizmi koji svojom aktivnošću i proizvodima metabolizma poboljšavaju organoleptičke i prehrambene osobine — npr. biološki fermentisano povrće i voće, kiselomlečni proizvodi.

1. Promene lakokvarljivih namirnica

Promene namirnica su uslovljene njihovim sastavom i uticajem različitih činilaca iz okolne sredine. Sa aspekta nepoželjnih promena, u uobičajenim uslovima, lakše se kvare tzv. lakokvarljive namirnice, tj. namirnice koje se odlikuju velikim sadržajem vode kao što su: mleko, meso, voće, povrće i jaja (Tab. I -1).

Tab. 1 -1. Prosečni hemijski sastav nekih namirnica (g/100 g)

Izostavljeno iz prikaza

Lakokvarljive namirniee namenjene preradi i konzervisanju obično se ne čuvaju dugo. Vreme čuvanja zavisi od temperature i po pravilu iznosi nekoliko časova do, najviše, dva dana. Neke lakokvarijive namirniee (krompir, luk, kupus) mogu da se čuvaju i znatno duže.

U periodu pre konzervisanja u lakokvarljivim namirnicama se odigravaju određene promene nemikrobiološke i mikrobiološke prirode koje obično dovode do pogoršanja kvaliteta namirnice.

1.1. Promene nemikrobiološke prirode

Do ovih promena u namirnicama dolazi usled delovanja unutrašnjih ili spoljašnjih činilaca nemikrobiološkog porekla. U najvećem broju slučajeva ovo su nepoželjne promene koje na određeni način pogoršavaju kvalitet namirnice. U nekim slučajevirna, neke od ovih promena mogu da budu i poželjne (zrenje mesa5 gnjiljenje mušmula, dozrevanje obranih zelenih banana …).

Sve promene nemikrobiološke prirode mogu da se svrstaju u mehaničke i biohemijske promene.

1.1.1. Mehaničke promene

Mehaničke promene najčešće nastaju zbog mehaničkih povreda usled: 1 pada sa drveta, m nepravilnog branja, manipulacije i transporta, 18 nepravilne manipulacije tokom čuvanja, H neodgovarajućih uslova čuvanja (ožegotine, zamrzavanje).

U mehaničke promene ubrajaju se i razne povrede nastale delovanjem insekata, glodara i drugih životinja kao i povrede izazvane gradom.

Do udara i mehaničkih povreda životinjskog tkiva može da dođe tokom transporta, klanja ili u toku primarne obrade.

Do određenih mehaničkih promena dolazi i usled isparavanja vlage (transpiracije), što uslovljava smežuravanje plodova kao i smanjenje mase uz istovremeno povećanje koncentracije supstanci koje ulaze u sastav suve materije.

Usled mehaničkih promena ne dolazi samo do pogoršanja tržišne i organoleptičke vrednosti namirnice; nastale promene ubrzavaju i biohemijske a pogotovu mikrobiološke promene, što direktno vodi bržem kvarenju namirnice.

1.1.2. Biohemijske promene

Biohemijske promene koje se odigravaju posle klanja životinja, odnosno branja biljnih plodova, usled delovanja enzima sadržanih u ćeliji tkiva, direktno utiču na kvalitet namirnice, odnosno konzerve. Sa aspekta konzervisanja, ove promene su veoma značajne. Tok ovih promena je različit u različitoj dobi života biljke ili životinje. Starenjem i branjem plodova, odnosno klanjem životinje, narušavaju se dotadašnje biohemijske reakcije. Reakcije koje slede, pre ili kasnije izazivaju smrt ćelije. Ove promene su često praćene nepoželjnim promenama u namirnicama.

Promene biohemijske prirode mogu da budu vidljive i prikrivene. Prikrivene promene mogu da se utvrde samo laboratorijskim ispitivanjima i u manjoj meri mogu da umanje hranljivu vrednost namirnice (promene u sadržaju šećera i azotnih jedinjenja, gubitak vitamina i dr.). Vidljive biohemijske promene se manifestuju najčešće u promeni :boje, ukusa i mirisa, kao i u promeni konzistencije.

Boja se obično menja u neželjenu tamnu komponentu; crvena boja bledi ili postaje smeđa odnosno plavo-ljubičasta. Zelena boja prelazi i bledozeleno-žutu. Životinjske tkivo menja crvenu boju u žućkastu, sivkastu ili smeđu.

Ukus i miris se menjaju tako što se izgube karakteristična svojstva dotičnog proizvoda; delimično ili potpuno mogu da se izgube karakteristične ili da se nagrade neke nekarakteristične komponente. Kod životinjskog tkiva često dolazi do asorpcije stranih mirisa ili do pojave neželjenih mirisa usled razlaganja belančevina. Više temperature obično pospešuju gubitak isparljivih komponenata ili doprinose stvaranju jedinjenja koja utiču na neprijatan i stran ukus i miris.

Konzistencija se menja usled omekšavanja plodova, gubljenja vode, brasnavljenja ili gnjiljenja. Kod mesa dolazi do omekšavanja posle faze ukrućenosti. Konzistencija se često menja i nekim fizičkim zahvatima (kuvanje, zamrzavanje, maceracija).

Sve ove promene ne samo da utiču na smanjenje hranljive, dijetetske i fiziološke vrednosti namirnice već mnoge od njih – osobito one koje izazivaju smrt ćelije – pospešuju i omogućuju brže mikrobiološke promene.

1.1.2.1. Biohemijske promene biljnog tkiva

U pogledu starosti biljaka i njihovih plodova razlikuju se tri stadijuma i to: porast-, zrenje i prezrevanje.

Kod voća u periodu porasta plodovi su zelene boje u kojima se odvija asimilacija isto kao i u listovima. Usled stvaranja i skladištenja organske materije, plodovi povećavaju masu i zapreminu. U ovom periodu plodovi su tvrdi, dosta kiseli i opori, bez karakterističnih aromatičnih komponenata — usled čega nisu upotrebljivi za ishranu.

Posle perioda porasta dolazi do zrenja, što se kod voća u najvećem broju slučajeva manifestuje promenom boje pokožice. Istovremeno plod omekšava a odnos- između pojedinih sastojaka se menja (skrob se hidrolizuje do šećera, smanjuje se sadržaj organskih kiselina i taninskih materija, protopektin prelazi u pektin i dr.), te dolazi do obrazovanja karakterističnih aromatičnih i bojenih jedinjenja. Usled ovoga plodovi postaju privlačni za upotrebu i ishranu. Kod povrća izostaju neke od navedenih pojava.

Prezrevanje se karakteriše određenim gubitkom poželjnih organoleptičkih osobina a delimično i. gubitkom organske materije. Plodovi postaju manje oporni prema mikrobiološkoj aktivnosti, te lakše dolazi do njihovog kvarenja, odnosno dolazi do oslobađanja semenki iz kojih treba da se razviju nove biljke.

U pogledu zrelosti voća i povrća razlikuju se: tehnološka, konzumna i fiziološka zrelost.

Tehnološka zrelost uglavnom se odlikuje karakterističnim osobinama za dotičnu vrstu i u pogledu hemijskog sastava, ukusa, mirisa i boje, a konzistencija najbolje odgovara za dotičnu vrstu konzervisanog proizvoda; plodovi ove „zrelosti su najpogodniji za konzervisanje. Konzumna zrelost nastaje kada plod sadrži maksimum poželjnih organoleptičkih svojstava i kao takav je najpogodniji za neposrednu potrošnju u svežem stanju. Fiziološka (botanička) zrelost se odlikuje time što je seme u stanju da klija, odnosno sposobno je za reprodukciju.

Neke vrste zrelosti se kod određenih biljnih vrsta vremenski podudaraju, Na primer, plodovi zimskih sorata jabuka i krušaka beru se u fiziološkoj zrelostu Svakako da mogu odmah da se koriste za jelo. Međutim, tipičan kvalitet postiže se tek posle određenog vremena stajanja u skladištu, tj. kada se postigne konzumna zrelost. Relativno neugledna boja prelazi u crvenu ili žutu, a nekad i neskladan ukus se menja u fini, prijatan i harmoničan.

Sa gledišta konzervisanja značajno je da se istakne da voćni plodovi imaju prirodnu otpornost prema bolestima i napadu mikroorganizama sve dok je ćelija živa i dok se nalazi u dobroj „kondiciji“, ‘što se vremenski uglavnom podudara sa periodom pre sazrevanja semena. Ovo znači da lakše dolazi do kvarenja onih plodova koji se nalaze ili su prošli fazu fiziološke zrelosti.

Biohemijske promene će se odigrati u većoj ili manjoj meri u zavisnosti od spoljašnje sredine i stepena zrelosti Ukoliko je plod obran pre fiziološke zrelosti, u većoj meri se odigravaju sledeće reakcije: hidroliza skroba i saharoze, oksidacija glukoze, izomerizacija glukoze do fruktoze, hidroliza proteina i pektinskih materija, oksidacija fenolnih jedinjenja i nestabilnih vitamina, oksidacija i esterifikacija organskih kiselina, sinteza karakterističnih aromatičnih i bojenih materija. U kojoj meri će ove reakcije da se manifestuju i kako će to da se odrazi na kvalitet namirnice, zavisi od mnogih činilaca.

1.1.2.1.1. Disanje (respiracija) kao biohemijska promena

Pošto je reč o čuvanju i konzervisanju lakokvarljivih namirnica kod kojih su procesi sinteze iz neorganske materije praktično prekinuti, jasno je da je na ovom mestu potrebno više pažnje posvetiti upravo oksidacionim, odnosno disimilacionim procesima.

Biljna ćelija tokom asimilacije koristi C02 za sintezu organske materije. Istovremeno sa tim procesima u ćeliji se odigravaju i suprotni procesi, tj. procesi disanja ili oksidacije. Oksidaciju organskih materija obično ali ne i neizbežno, prati obrazovanje i izdvajanje CO2. Reakcija oksidacije, odnosno disanje može da bude aerobno i anaerobno.

Najjednostavniji oblik aerobne oksidacije organske materije predstavlja sagorevanje. U određenim uslovima svaka organska materija može da bude podvrgnuta aerobnoj oksidaciji. Reakcije oksidacije u živoj ‘ćeliji se odvijaju preko niza međuproizvoda, pošto bi direktnom oksidacijom oslobođena energija izazvala smrt ćelije. lako u procesu disanja u najvećoj meri učestvuju ugljeni hidrati (glukoza), ne znači da druga jedinjenja (proteini, masti i kiseline) posle određenih transformacija ne učestvuju u procesima disanja.

Aerobno disanje se odvija u prisustvu kiseonika, a kao krajnji proizvod oksidacije se javljaju voda i C02 uz izdvajanje toplote. Aerobna oksidacija može da se predstavi sumiranom jednačinom:

Izostavljeno iz prikaza

Sumamom jednačinom disanja dat je samo bilans materija koja učestvuju u ovom procesu. Time se ne dobije uvid u mnogobrojne enzimske reakcije preko kojih se disanje obavlja.

Prema savremenim shvatanjima karakteristika aerobnog disanja je redukcija 02 uz obrazovanje vode a ne obrazovanje i izdvajanje CO2.

Deo organske materije tokom oksidacije se menja (skrob -> šećer -> C02) a oslobođena energija se koristi za odvijanje životnih funkcija. Jedan deo energije’ se oslobodi u vidu toplote.

U nekim slučajevima u procesima oksidacije dominira anaerobna oksidacija (vrenje), koje se naziva još i intramolekularno (međumolekulsko) disanje. U ovom slučaju, usled određenih razloga ne dolazi do redukcije 02 i nastajanja vode, već se organska jedinjenja obično razlažu do C02 i etanola. Najčešći razlozi za ovakav tip oksidacije su:

— nedostatak kiseonika u dotičnoj sredini ili
— nedostatak, odnosno destrukcija enzima koji omogućuju aerobno disanje.

Anaerobnom oksidacijom se takođe oslobađa određena količina energije uz istovremeno nastajanje proizvoda koji mogu da budu značajni sa gledišta konzervisanja jer sprečavaju razvoj konkurentnih i nepoželjnih mikroorganizama.

Tipični predstavnici ovog tipa oksidacije su mlečno-kiselinsko i alkoholno vrenje.

Proizvodi ovih reakcija su mlečna kiselina i etanol koji još uvek raspolažu velikom količinom energije koju mogu da iskoriste druge vrste mikroorganizama u toku dalje oksidacije ovih proizvoda (etanol se oksidiše do sirćetne kiseline).

Kad se radi o biljnim plodovima pre berbe ili u toku skladištenja, potrebno je da se istakne da se skoro u svim slučajevima u normalnim, aerobnim uslovima odigrava istovremeno aerobno i anaerobno disanje. U ovim uslovima dominira aerobno disanje.

Sa porastom stepena zrelosti voćnih plodova anaerobne reakcije uzimaju sve više maha (ali su aerobne reakcije i dalje dominantnije), što se tumači posledicom teže propustljivosti tkiva, odnosno nedostatkom kiseonika. Usled ‘anaerobnih reakcija formiraju se etanol i drugi proizvodi koji nastaju delimičnom oksidacijom ugljenih hidrata (acetaldehid, sirćetna i mlečna kiselina), koji putem drugih transformacija daju plodovima karakteristične osobine.

Odnos između potrebnog O2 i. obrazovanog CO2 u toku vegetacionog perioda biljke nije stalan. Mladi (nezreli) plodovi u fazi razvoja imaju najveću potrebu za kiseonikom, pošto se kiseonik ugrađuje („troši“) u organska jedinjenja koja se sintetizuju u ovom periodu. U kasnijim fazama sa smanjenjem asimilacionih procesa, potreba za kiseonikom je sve manja. Uzroci smanjene potrebe za kiseo-nikom objašnjavaju se prestankom procesa sinteze i težom propustljivošću tkiva za kiseonik usled očvršćavanja pokožice i formiranja voštanih prevlaka na plodovima. Sto se tiče izdvojenog C02, utvrđeno je da u fazi razvoja, tj. mlade biljke i njihovi plodovi najintenzivnije izlučuju C02; u daljoj fazi razvoja intenzitet izdvajanja C02 se smanjuje. Kod nekih biljnih vrsta (tzv. klimakterične biljke, odnosno klimakterični plodovi) pri kraju zrenja izdvajanje C02 se za kratko ali značajno intenzivira. Period ponovnog povećanog izdvajanja C02 naziva se klimakterijum.

U ukupnom bilansu kako za asimilacione tako i za disimilacione procese, odnos između oslobođenog C02 i upotrebljenog 025 naziva se r e s p i r a c i o n i k o e f i c i j e n t (koeficijent disanja), a najčešće se obeležava kao QR;

U zavisnosti od jedinjenja koja učestvuju u disanju, vrednost respiracionog koeficijenta se menja. Što je jedinjenje siromašnije u kiseoniku, za njegovu oksidaciju biće potrebna veća količina kiseonika a samim tim i vrednost respiracionog koeficijenta će biti manja.

Respiracioni koeficijenat može da bude jednak jedinici ili da bude veći ili manji od jedinice, što zavisi od:

— stepena zrelosti (odnos asimilacionih i disimilacionih procesa),
— tipa disanja (aerobno, anaerobno),
— uslova spoljašnje sredine (količina i koncentracija O2 i CO2, temperatura),
— vrste organskog jedinjenja koje se oksidiše.

Ako se istovremeno sa disanjem odvijaju i drugi procesi za čije je odvijanje potreban kiseonik, QR če biti manji od jedinice (ovo je slučaj na primer kada se formiraju plodovi i kada se dosta kiseonika koristi za sintezu organskih kiselina). Tokom zrenja plodova sa znatnim sadržajem ulja, kada se odvija transformacija ugljenih hidrata do ulja, QR je veći od jedinice.

Graf. I -1. Intenzitet disanja i koeficijent respiracije klimakteričnih plodova

Izostavljeno iz prikaza

U normalnoj atmosferi, pri aerobnim uslovima disanja, brže se oksidišu jedinjenja sa većim sadržajem kiseonika (jabučna kiselina će se pre oksidisati od šećera). Oksidacijom organskih kiselina QR>1, (jabučna kiselina QR=1,33), oksidacijom masti, proteina i tanina QR < 1 a oksidacijom šećera QR = L Iz ovoga sledi da bi se na osnovu vrednosti respiracionog koeficijenta mogao doneti sud o sastavu jedinjenja koja u najvećoj meri učestvuju u disanju, odnosno u kojoj meri će takvo disanje uticati na promenu hranljivih i organoleptičkih osobina biljnih sirovina. Prilikom anaerobnog (međumolekulskog, intramolekularnog) disanja R je veći od jedinice i obično se kreće u granicama od 1,5 do 2. 1.1.2.1.1.1. Disanje obranih biljnih plodova Odvojeno od matične biljke, voće i jestivi delovi povrća nastavljaju životne funkcije,' ali sada u izmenjenim uslovima i bez doticanja nove količine hrane iz zemljišta i lista. U ovim uslovima menja se i karakter razmene materije kao i samo delovanje određenih enzima. Biohemijske promene i reakcije u ovom periodu mogu da utiču na: — normalno dozrevanje, — gubitak organske materije usled delovanja oksidišućih enzima, tj. usled disanja — kvarenje i propadanje namirnica. Disanje tokom skladištenja obranih plodova je najintenzivnije neposredno posle berbe — što predstavlja reakciju ploda na odvajanje od matične biljke. Zbog toga se i samo dozrevanje odvija brže nego da je plod bio na biljci (misli se na istu temperaturu). Intenzitet aerobnog disanja raste ukoliko je došlo do mehaničkih povreda ili ako je došlo do narušavanja ravnoteže u enzimskim reakcijama. Usled povećane potrošnje kiseonika, ukoliko ovaj nije u dovoljnoj meri prisutan (u izolovanim uslovima skladištenja), mogu da uzmu maha anaerobni procesi oksidacije. U ovom slučaju stvoreni etanol dalje narušava ravnotežu u ćeliji; da bi eliminisala nastali etanol, ćelija još intenzivnije diše (da bi se etanol oksidisao prema): 2 C2H5OH + 602 → 4C02 + 6H20, čime se prisustvo kiseonika još više smanjuje a u nedostatku kiseonika dolazi do smrti ćelije. Kako je već rečeno, QR čija je vrednost veća od jedinice, indicira dominaciju anaerobnog disanja. Da li će ćelija biti u stanju da uspostavi narušenu ravnotežu zavisi od mnogih činilaca, kao što su: — vrsta i sorta, — stepen zrelosti, — temperatura okolne sredine, — sadržaj CO2 i O2 u tkivu i okolnoj sredini. Plodovi čije su ćelije izumrle usled intramolekularnog disanja karakterišu se neprihvatljivim ukusom i mirisom, a pošto su prestankom životnih funkcija izgubile bilo kakvu sposobnost odbrane od mikroorganizama, veoma brzo podležu mikrobiološkim nepoželjnim promenama Sve do sada rečeno ima veze sa gubitkom akumulirane organske materije i karakterom disanja. Međutim time se ne dobija uvid u brzinu odvijanja biohemijskih reakcija, odnosno u brzinu nestajanja organske materije. Uvid u to može da se dobije na osnovu poznavanja intenziteta (jačine) disanja koji se obično određuje prema količini oslobođenog C02 od kilograma biljnog materijala u vremenu od 1 časa. Jasno je da prema intenzitetu disanja može da se oceni utrošak organske materije i količina oslobođene toplote. Tehnički posmatrano, intenzitet disanja može veoma jednostavno i lako da se odredi - naravno ako se raspolaže određenom tehnikom za to - kao što je prikazano na SL I- 1. Izostavljeno iz prikaza Vakuumska crpka (C) usisava vazduh koji prolazi preko aktivnog uglja i CaCl2 i potiskuje ga preko razdeljivača (V) i merača protoka (M) brzinom od oko 50t/h u posudu sa vodom (W) radi postizanja i održavanja konstantne relativne. Sl. 1- 1 Shematski prikaz aparature za merenje intenziteta disanja vlažnosti. Izostavljeno iz prikaza Vazduh prolazi kroz respiracionu komoru (R) u kojoj se nalaze plodovi čiji se intenzitet disanja meri (p može da bude bilo koja posuda koja može hermetički da se zatvori). "Trostrukim" magnetnim ventilom vazduh može da se usmeri u okolinu u atmosferu ili prema automatskim analizatorima gasova (C02i 02). Kao uporedna proba služi vazduh (koji prolazi isti put, sem što umesto kroz respiracionu komoru, prolazi kroz praznu komoru (N). Vazduh koji će se analizirati usisava se crpkama (d), prelazi preko CaCl2 a količina C02 se određuje infra-crvenom spektroskopijom. Mnogo jednostavniji ali i mnogo manje precizan uređaj za merenje intenziteta disanja i to samo u kratkom vremenskom periodu i male količine biljnog tkiva prikazan je na slici. Ovaj uređaj u stvari je običan ekscikator koji služi kao respiraciona komora (E), u kojoj se nalaze plodovi; u donjem delu ekscikatora nalazi se KOH ili Ba(OH)2 čija će koncentracija više da se promeni sa više oslobođenog CO2. Pošto je eksikator spojen sa manometrom (M),to će smanjenje pritiska u eksikatoru biti uslovljeno potrošenom količinom O2 za disanje. Sl. 1-2. Jednostavni uređaj za merenje disanja Deo oslobođene energije pri disanju izdvaja se u obliku toplote. Tokom vegetacije taj deo iznosi 30 - 45%, dok je tokom skladištenja ovaj deo znatno veći. Oslobođena toplota može da poveća temperaturu okoline i da intenzivira disanje, što vodi bržem propadanju čuvanih plodova. U ovom smislu je utvrđeno da se disanje ne menja istim intenzitetom za istu promenu temperature; tako na primer disanje se više intenzivira ako se temperatura poveća od 0°C na 5°C, nego u slučaju promene temperature od 15 na 20 stepeni. Sa porastom temperature intenzivnije se odvija i anaerobno disanje — čime se povećava količina acetaldehida i etanola u tkivima. Kao ilustracija ovoj tvrdnji navodi se primer da je u plodovima mandarine došlo do povećanja količine etanola sa 44 na 53 mg/100 g posle 3 meseca čuvanja na 3°C u; u istom vremenu ali na temperaturi od 6°C sadržaj alkohola je porastao na 72 mg/100 g. U zavisnosti od visine temperature menja se i supstrat koji se oksidiše kao i tok drugih biohemijskih reakcija (kod citrus plodova na nižim temperaturama od 15°C oksidišu se samo kiseline; na visim temperaturama paralelno i sa oksidacijom kiselina odvija se i oksidacija ugljenih hidrata). Imajući na umu ovi činjenicu, citrus plodovi se obično čuvaju na nešto višim temperaturama; u suprotnom dolazi do pogoršanja organoleptičkih osobina (ukusa). Ako se banane čuvaju na nižim temperaturama od 12°C dolazi do omekšavanja i tamnjena kore, tj. do ožegotina. Graf. 1 - 2. Promene u količini šećera tokom čuvanja krompira: Izostavljeno iz prikaza a = hidroliza skroba, b = prevođenje šećera u skrob, c = potrošnja šećera za disanje, d = nagomilavanje šećera Kod krompira, na primer, tokom čuvanja se odvijaju sledeće reakcije: a) hidroliza skroba do šećera, b) reverzibilno prevođenje šećera u skrob, c) oksidacija šećera, kao supstrata tokom disanja. Ako se krompir čuva na oko 0°C, najsporije se odvija proces pod b) usled čega krompir postaje sladak, a prilikom prženja takvog krompira dolazi do pojave tamne boje (stvaranje melanoida). Na temperaturi od 20°C intenziviraju se sve reakcije, ali u najvećoj meri se to zapaža kod reakcija b) i c). Zbirni rezultat svih ovih reakcija je da se nastala glukoza u količini od oko 2/3 vraća u skrob, a 1/3 se troši za disanje. Na temperaturi od oko 10°C, reakcije pod a) i b) se odvijaju približno ravnomerno. Intenzitet ovih reakcija je prikazan na Graf. 1-2. 1.1.2.2. Biohemijske promene životinjskog tkiva Zbog prestanka normalnih životnih funkcija, u mišićima posle klanja odvijaju se tzv. postmortalne promene. Biohemijski procesi koji se odvijaju u postmortalnom periodu imaju odlučujući uticaj na kvalitet mesa odnosno uslovljavaju njegovo zrenje. Neposredno posle klanja životinje meso se odlikuje sledećim karakteristikama: — nedovoljno je sočno (suvo je), odnosno pritiskom na njega ne može da se istisne nimalo tečnosti, — žilavo je i elastično (ne ostavlja otisak prstiju), — teže je svarljivo, — manje je aromatično, — nije najpogodnije za kulinarsku obradu odnosno manje je ukusno. Zrenjem, meso postaje sočnije, aromatičnije, ukusnije i svarljivije - naravno kada se na određeni način pripremi za jelo. Čime se manifestuju postmortalne promene na mesu? Nastajanje i gubljenje mrtvačke ukočenosti mišića, promene u boji, mirisu, konzistenciji (Graf. I - 5), ukusu i kiselosti mesa, karakteristične su pojave na osnovu kojih organoleptički mogu da se konstatuju postmortalne biohemijske promene na mesu. U prvoj fazi zrenja, odnosno u periodu 642 časova posle klanja dolazi do intenzivnog nagomilavanja mlečne kiseline na račun glikogena, kao i do nagomilavanja a adenozin di fosforne kiseline na račun ATP-a. Iz ovih razloga dolazi do određenog smanjenja pH vrednosti mesa (Graf. I - 3 i Tab. I - 2), čime se selektivno utiče i na aktivnost prisutne mikroflore. Dužina prve faze zrenja mišićnog tkiva i promena njegove kiselosti uglavnom zavisi od visine temperature (Graf. I - 4). Završetak ove faze zrenja ogleda se u "mrtvačkoj ukočenosti" (rigor mortis), koja nastupa posle oko 18-24 satana temperaturi od 0°C, odnosno posle 10 - 12 sati na temperaturi od 12 -18°C. Tab.1 - 2. Promena količine ATP-a i pH vrednosti tokom autolize mesa Izostavljeno iz prikaza Graf. I - 3. Promena kiselosti Graf. I - 4. Promena pH vrednosti goveđeg Graf. I - 5. Promene čvrstoće mesa mesa skladištenog na različitim temperaturama tokom autolize na 0°C Pravi razlozi mrtvačke ukočenosti nisu poznati a tumače se promenom koloidnog stanja mišićnih proteina. Starije shvatanje se zasnivalo na objašnjenju da dolazi do denaturacije proteina usled povećanja sadržaja kiseline, što se manifestovalo skraćivanjem mišića i doprinosilo je njihovom zatezanju. Prema savremenim shvatanjima prisustvo mlečne kiseline nema uticaja na pojavu mrtvačke ukrućenosti. Veruje se da do ove pojave dolazi zbog transformacije energije nakupljene u fosfatnim vezama ATP-a u mehaničku energiju koja je direktno odgovorna za zatezanje mišića i njihovo ukrućivanje. Posle okončanja prve faze, počinje druga faza zrenja .(Graf. I - 5), što može da se konstatuje razlaganjem nestabilne adenozin di fosforne kiseline uz gubitak (nestajanje) mrtvačke ukočenosti. Nakon nestanka ukočenosti dolazi do enzimske razgradnje proteina — što se smatra zrenjem mesa u užem smislu reči. Na brzinu i tok zrenja utiče okolna temperature, starost životinje, način ishrane i stepen umorenosti životinje neposredno pre klanja. Kao rezultat biohemijskih promena tokom zrenja mesa dolazi do promena: — konzistencije (postaje mekše) (Graf. I - 5), — sočnosti (postaje sočnije); objašnjava se delimičnim otpuštanjem vezane vode za proteine a ogleda se u mogućnosti istiskivanja prilične količine crvenkaste tečnosti, — ukusa (postaje ukusnije). Usled delovanja proteaza dolazi do delimične hidrolize složenih belančevina. Utvrđeno je da proizvodi ove razgradnje predstavljaju bolji supstrat za pepsin, odnosno da se delimično hidrolizovane belančevine lakše i potpunije vare u ljudskom organizmu. Na osnovu ovog saznanja, u literaturi.se navodi da se za pospešivanje zrenja mesa mogu koristiti proteolitički kornercijalni preparati. Uranjanjem mesa u rastvor enzima, njihovim ubrizgavanjem u tkivo mesa ili posipanjem mesa preparatom u prahu skraćuje se vreme zrenja mesa a svarljivost ovako tretiranog mesa se poveća za 16 - 20%. Ako bi se dozvolilo da se biohemijske promene odvijaju i posle zrenja mesa, došlo bi do "dublje" hidrolize belančevina, što bi se manifestovalo njegovim nepoželjnim odnosno neprihvatljivim organoleptičkim karakteristikama (Graf. I - 5). Kao rezultat postmortalnih promena na mesu oslobađa se amonijak. Prihvaćeno je da se donosi sud o kvalitetu mesa upravo na osnovu količine oslobođenog amonijaka. Ako se u 100 g mesa utvrdi: manje od 20 mg. amonijaka - meso još nije "zrelo" Radi poboljšanja kvaliteta potrebno je još da se čuva; V 20 - 25 mg amonijaka meso je "zrelo"; može odmah da se upotrebi ali može još izvesno kraće vreme da se čuva; 25 - 30 mg amonijaka - meso je "prezrelo", ali nema primedbi na kvalitet u pogledu ukusa i mirisa. Potrebno je da se meso bez odlaganja upotrebi ili trajno konzerviše. preko 30 mg amonijaka - meso se nalazi u početnoj fazi kvarenja. 1.2. Promene mikrobiološke prirode Mikroorganizmi su veoma rašireni u prirodi. Njima, kao i svim živim bićima glavni je cilj da se razmnožavanjem održe u životu. Razumljivo je da im je za tu aktivnost neophodna hrana i to samo hrana u pristupačnom obliku. U zavisnosti od metabolizma, pojedini mikroorganizmi za ishranu mogu da koriste različita organska jedinjenja. Dosta velikom broju mikroorganizama kao hranljivi supstrat odgovaraju upravo namirnice koje čovek koristi za zadovoljenje svojih potreba. Zbog toga, praktično na svakoj namirnici postoji određen broj raznih vrsta mikroorganizama koji svojom destruktivnom delatnošću pokušavaju da iskoriste namirnice kao izvor energije za sopstvene potrebe. Po pravilu se radi o heterotrofnim i to najčešće saprofitskim vrstama mikroorganizmima. Kad je reč o mikroflori prisutnoj na plodovima voća i povrća odnosno na živim organizmima, često se radi o mikroorganizmima koji pripadaju parazitskim formama. Budući da postoji veliki broj raznovrsnih namirnica, može se očekivati da se i prisutna mikroflora na namirnicama razlikuje kako po brojnosti tako i po vrsti. Prisutnost različitih vrsta mikroorganizama uslovljena je mnogim uticajima spoljne sredine kao i hemijskim sastavom namirnice. Ovde se, u prvom radu, misli na sadržaj dostupne vode, količinu ugljenih hidrata i kiselina, sadržaj polifenolnih jedinjenja i etarskih ulja, kao i na sadržaj biljnih antibiotika – fitoncida i kojima obiluju, na primer beli i cmi luk, ren. . . Treba istaći da koncentracija nekih od ovih sastojaka može da bude različita u pojedinim delovima namirnice biljnog porekla, što selektivno utiče na mikrobiološku aktivnost. Radi primera se ističe da su voćni plodovi na površini zaštićeni pokožicom koja je u većini slučajeva prevučena voštanom prevlakom, što pored mehaničke zaštite ima i antimikrobiološku ulogu; u pokožici plodova u većoj koncentraciji su prisutna polifenolna jedinjenja koja inhibitorno deluju na mikrobiološku aktivnost. Svakako da je prisutan veći broj upravo one mikroflore kojoj dotična namirnica po svom hemijskom sastavu vise odgovara kao supstrat. Prisutni mikroorganizmi tokom životne aktivnosti razlažu organsku materiju do jednostavnijih oblika, odnosno do jedinjenja siromašnijih energijom. Pri tome oni koriste deo vezane energije za svoje potrebe a deo organske materije može da se oslobodi u okolnu sredinu i obliku gasa. Ovakva aktivnost mikroorganizama se manifestuje kvarenjem namirnica. Sve dok je životinja, biljka, plod pa i čovek u dobroj zdravstvenoj kondiciji, sposobni su da se odupru štetnom delovanju mikroorganizama. Ako zdravstveni nivo opadne ili dođe do smrti ćelija, takav supstrat postaje brzo plen mikroorganizama, što u krajnjem slučaju, dovodi do propadanje takve namirnice. Kvarenje namirnica može da bude neprimetno, kada je mikrobiološko razlaganje u početnom stadijumu ili da uzme tolikog maha da dolazi do znatnog pogoršanja senzorskih osobina. U takvim slučajevima namirnica postaje pokvarena i neupotrebljiva za ishranu a u određenim slučajevima može da postane i štetna po zdravlje potrošača. Mikrobiološko kvarenje namirnica može da se manifestuje na različite načine. Na primer: promenom bistrine pića, promenom konzistencije, promenom boje, ukusa i mirisa, nastankom toplote, stvaranjem gasova ili kombinacijom nekih od navedenih manifestacija. Jasno je da je brzina kvarenja namirnica u upravnoj srazmeri sa brojem mikroorganizama. Ukoliko postoje pogodni uslovi za razvoj, mikroorganizmi se teorijski razmnožavaju veoma brzo tzv. brzinom eksplozije prema izrazu: Izostavljeno iz prikaza No = broj mikroorganizama u početnom (nultom), vremenu, N = broj mikroorganizama u vremenu "t", n = ukupan broj generacija, specifična brzina rasta, odnosno brzina deljenja dotične vrste mikroorganizama. Napominje se da ista jednačina važi i kada je "n" broj generacija po satu, a "t" je vreme u satima. Radi istine treba reći da se ovom brzinom mikroorganizmi razmnožavaju samo u jednoj fazi ciklusa reprodukcije, tj. samo u eksponencijalnoj, odnosno tzv. log-fazi. Pod uslovom kad bi se razmnožavanje odvijalo ovom teorijskom brzinom, od jedne ćelije bakterije čije je generaciono vreme 20 minuta, za 44 sata nastalo bi 5,44 x 1039 ćelija. Masa ovog broja mikroorganizama približno iznosi 5,44 x 1027 grama, što je aproksimativna vrednost mase naše planete. Zbog raznih uticaja spoljašnje sredine broj mikroorganizama je znatno manji od teorijske vrednosti, ali još uvek dovoljno velik da svake godine mikroorganizmi nanesu ogromne štete poljoprivredi i prehrambenoj industriji. lako do promena kvaliteta namirnica može da dođe i delovanjem endogenih enzima same namirnice, kao i običnim hemijskim reakcijama, nesumnjivo je da do najvećih promena u kvalitetu dolazi upravo zbog mikrobiološke aktivnost. Poznato je da je prema načinu ishrane čovek heterotrofno biće, odnosno da ima potrebe za organskom materijom biljnog i životinjskog porekla. U cilju podmirenja ovih potreba dolazi do konkurencije između mikroorganizama i čoveka. Da bi se sprečilo destruktivno delovanje mikroorganizama na namirnice, smišljeno su razvijeni postupci i tehnika konzervisanja namirnica. Ako se znaju osobine i potrebe mikroorganizama za održavanje sopstvenog života, postupcima konzervisanja je moguće da se eliminiše njihova" aktivriost, odnosno moguće je lako kvarljivoj namirnici produžiti upotrebnu vrednost. Metode koje služe ovoj svrsi moraju da budu efikasne a da njihovom primenom ne dolazi ili da dolazi tek u neznatnoj meri do narušavanja hranljive vrednosti namirnice i do nepoželjnih promena u organoleptičkim karakteristikama. Ovde je potrebno da se naglasi da nisu svi mikroorganizmi štetni. Brojne vrste mikroorganizama čovek je potčinio i smišljeno koristi njihovu aktivnost skoro u svakodnevnoj delatnosti, u stvaranju novih prehrambenih proizvoda, pa čak i u svrhu konzervisanja namirnica. 1.2.1. Mikrobiološke promene lakokvarljivih namirnica Namirnice, po pravilu, sadrže određen broj i vrstu mikroorganizama. Isti je slučaj i sa lako kvarljivim, odnosno mikrobiološki nepostojanim namirnicama. Na ovim namirnicama su uglavnom prisutne gram-negativne bakterije, kvasci i plesni. Prisutna mikroflora, po pravilu, koristi gotovu organsku hranu (belančevine, ugljene hidrate, masti i vitamine) što se manifestuje nastajanjem nepoželjnih organoleptičkih osobina (promena boje i konzistencije, strani miris i ukus) a nekad i po zdravlje štetnih jedinjenja. Razumljivo je da istovremeno dolazi do gubitka u hranljivim materijama i energiji. Iz ovih razloga, u okviru konzervisanja namirnica najvažniji zadatak je upravo, borba protiv destruktivne mikrobiološke aktivnosti. Neželjene mikrobiološke promene su rezultat delovanja raznih vrsta mikroorganizama, iako presudan uticaj na krajnji kvalitet namirnice ima dominantna mikroflora. Aktivnost mikroorganizama u velikoj meri je uslovljena sastavom namirnica, odnosno mogućnošću delovanja njihovih enzima na dotičnoj namirnici. U ovom pogledu od izuzetnog značaja je pH vrednost namirnice. Mikrobološka aktivnost može da se posmatra kao oksidacija organske materije od strane heterotrofnih (hemoorganotrofnih) mikroorganizama koja može da se odvija u aerobnim ili anaerobnim uslovima. U aerobnim uslovima organska materija može potpuno da se razloži do CO2, vode i amonijaka. U anaerobnim uslovima najčešće se odigrava dekarboksilacija uz redukciju ostatka molekula do nekog jedinjenja sa manjim sadržajem energije. S obzirom na to da se dekarboksilacijom oslobodi relativno malo energije, proizvodi dekarboksilacije sadrže dosta energije a rezultat ovog procesa je nakupljanje proizvoda dekarboksilacije i CO2 (kvasci stvaraju etanol; bakterije mlečne kiseline stvaraju mlečnu kiselinu, a bakterije roda Clostridium stvaraju maslačnu kiselinu). U organoleptičkom smislu rezultat nepoželjne mikrobiološke aktivnosti se ogleda u površinskim promenama (plesnivost, promena boje i truljenje izazvano plesnima) promeni ukusa i mirisa (vrenje i truljenje) i konzistencije. Plesnivost je pojava kolonija plesni na površini raznih namirnica. Prisustvo plesni se manifestuje kao bela, siva, zelena (bledo do tamno), žuta ili narandžasta skrama na površini a ređe i ispod površine namirnice. Mnoge plesni i namirnice zaražene njima odlikuju se specifičnim, mirisom koji ne može da se odstrani. Najčešći izazivači plesnivosti spadaju u rodove: penicillium, Aspergillus, Cladosporium i Mucor. Boja može da postane nekarakteristična. Ova pojava je tipična za mlečne proizvode, belance jajeta, ribu i meso. Radi se o neprirodno crvenim kolonijama Serratia marcescens; plavim mrljama na ribama i ulju i žutom obojenju na mesu usled prisustva bakterija iz roda Pseudomonas. Neke fotobakterije izazivaju svetljenje mesa u mraku — što se ne smatra manom jer pojavom truležnih bakterija nestaje mogućnost za aktivnost fotobakterija, tj. svetlucanje mesa u mraku se gubi. Acetobacter aceti izaziva mlečno bele sluzaste navlake na tečnom delu namirnica, konzervisanih dodatkom sirćetne kiscline. Ova pojava nije štetna ali utiče na ukus i miris i dovodi do neprirodnog izgleda. Slične navlake na namirnicama koje ne sadrže mnogo kiseline ili alkohola mogu da potiču od sporogenih aerobnih kvasaca. Gljive iz roda Torula mogu da izazovu crvenu boju kiselog kupusa — što takođe nije štetno ali daje neprirodan izgled proizvodu. Vrenje je mikrobioloska razgradnja organske materije a najčešće se svodi na oksidoredukciju saharida ili organskih kiselina u aerobnim ili anaerobnim uslovima. Kod nekih tipova vrenja nastaju konačni proizvodi CO2 i H2O; u nekim slučajevima kao proizvod metabolizma nastaju samo kiseline, a u trećem tipu vrenja nastaju istovremeno kiseline ili etanol i gasovi. Vrenje mogu da izazovu bakterije, plesni i kvasci. Tipično vrenje se poznaje po zamućenju delimičnom gubitku boje, formiranju mehurića ili pene? promeni ukusa i mirisa a nekad nastaje i površinska skrama. Neke "čiste" fermentacije se koriste za dobijanje određenih proizvoda u čistom stanju (alkohol, sirćetna i limunska kiselina) ili radi stvaranja. proizvoda sa poboljšanim organoleptičkim ili nutritivnim karakteristikama. Sva ova vrenja se odvijaju u vodenoj sredini u prisustvu organskih kiselina uz dodatak mineralnih i azotnih materija. Potreban pH je obično u kiselom području. Truljenje je komplikovana mikrobiološka razgradnja slabokiselih namirnica čiji je pH veći od 4, obično bogatih u proteinima. Ovaj proces se najčešće odvija u anaerobnim uslovima. Truljenje se ispoljava promenom boje (obično postaje bleđa), omekšavanjem tkiva i pojavom neprijatnog mirisa. Pri truljenju nastaju gasovi (amonijak, ugljendioksid, vodoniksulfid) koji menjaju miris a ako se radi o hermetički zatvorenim namirnicama dovode do nadimanja (bombaže) limenki. Vcoma karakteristični proizvodi truljenja, uglavnom usled dekarboksilacije amino-kiselina su toksične materije kadaverin [NH3-(CH2)5-NH2] i putrcscin [NH2-(CH2)4-NH2]. Truljenjem nastaju i jedinjenja koja nisu toksična ali uslovljavaju neprijatan miris (fenoli, krezoli, indol, skatol, merkaptan, vofloniksulfid) i CO2. Izazivači traljenja su bakterije i to anaerobne i aerobne, ili fakultativno anaerobne kao i to kako sporogene tako i asporogene; Truljenje uglavnom izazivaju bakterije kojima više odgovara neutralna sredina kao i E. coli i Enterobacter, koje mogu da se razvijaju i u kiselijoj sredini do pH oko 4,5. Najčešći izazivači truljenja su: Proteus vulgaris, Serratia marcenscens, Alcaligenes faecalis, Pseudomonas fluorescens, Envinia carotovora i dr. Od sporogenih aeroba najčešći je Bacillus subtilis a od sporogenih anaeroba čest izazivač truljenja je CL sporogenes, CL putrefaciens i CL perfringens. Od proizvoda tamljenja opasniji su specifični toksini koje stvaraju patogene bakterije, pogotovu kada se vizuelno ne primećuju znaci truljenja. U tom smislu opasni su CL botulinum (saprofit) i paraziti koji prouzrokuju stomačno-crevna oboljenja (Salmonella). Ako je namirnica, ria primer zaražena salmonelama u velikoj meri? ona je opasna po zdravlje praktično odmah po unošenju u organizam. Prvi simptomi trovanja manifestuju se već posle nekoliko sati. Takva namirnica ne sme veštački da se zakiseli (čime bi se sprečila aktivnost bakterija) jer bi stvoreni toksin ostao i dalje prisutan u namirnici što bi bilo opasno po zdravlje čoveka. Sa aspekta truljenja, potrebno je naglasiti da su sve prirodno kisele namirnice čiji je pH < 4 (voće i njihove prerađevine) automatski sačuvane od truljenja. Namirnice čiji je prirodni pH van ove vrednosti, mogu da se sačuvaju od truljenja zakišeljavanjem organskim kiselinama (kiseli krastavci, pečurke. marinirana riba i dr.) ili kiselinama koje su proizvod mikrobiološke aktivnosti (kiseli kupus). Prirodna ili veštačka odbrana od truljenja traje toliko dugo dok postoji kiselina, odnosno dok se nekim tipom vrenja i kiselina ne prevede u neko drugo jedinjenje. 1.2.1.1. Mikrobiološke promene namirnica biljnog porekla U lakokvarljive namirnice biljnog porekla ubrajaju se sveže povrće i voće. Ove namirnice, a pogotovu povrće, rastu i razvijaju se u zemlji ili neposredno iznad nje. Budući da je zemljište, po pravilu, najveći izvor raznih mikroorganizama, nije neobično što je povrće u najvećoj meri inficirano različitom mikroflorom. Mikroflora se nalazi na površini povrća, a potiče iz zemljišta, otpadnih voda, đubriva, od životinja i ljudi. Normalno je da je mikroflora raznovrsnija i brojnija ako se radi o povrću koje raste u zemlji (mrkva, špargla . . . ). Često se na povrću nalaze čestice zemlje u kojoj je broj mikroorganizama znatno veći. Voće sem nekih izuzetaka, raste znatno iznad zemlje. Delovanje Sunčevog zračenja? vetra i kiše doprinosi znatno manjem broju mikroorganizama na površini voća u poređenju sa povrćem. Glavni izvor mikrobiološkog zagađenja voća je vazduh a posle branja zagađenju doprinosi čovek, ambalaža, insekti i manipulacija voćem. Prirodna mikroflora voća i povrća je različita od vrste do vrste; uopšteno može se reči da prisutna mikroflora pripada bakterijama (najčešći rodova: Pseudomonas). Alcanigenes, Flavobacterium, Micrococcus, koliformne bakterije i bakterije mlečne kiseline),. kvascima i plesnima. Po pravilu, prisutna mikroflora je malo otporna na povišenu temperaturu. Ukupan broj mikroorganizama zavisan je od mnogih. uslova (temperatura, vlažnost. đubrenje) i iznosi od nekoliko hiljada do više miliona po kvadratnom centimetru. (Neopran paradajz sadrži nekoliko hiljada, a posle dobrog pranja ostaje oko 600 mikroorganizama/cm2. Kupus sadrži 1-2 x 106/g, a opran kupus samo nekoliko hiljada klica po jednom branju). lako je zabeleženo da se i u unutrašnjosti može naći određen, mali broj mikroorganizama, po pravilu zdravo voće i povrće sadrži mikroorganizme samo na površini. Prisutna mikroflora je po pravilu neaktivna, jer nema uslova za razmnožavanje. Eventualno prisutne patogene bakterije zadržavaju mogućnost reprodukcije samo nekoliko sati ili nekoliko daha. Porastom stepena zrelosti obično se povećava i broj prisutnih mikroorganizama. Obično se manipulacijom posle berbe, a pre konzervisanja, broj mikroorganizama poveća do određenog stepena, što zavisi od higijenskih uslova, brzine i načina manipulacije. Ako je voće ili povrće skladišteno na gomili, usled biohemijskih promena (disanje) dolazi do porasta temperature i oslobađanja vode, čime nastaju gotovo idealni uslovi za razmnožavanje odgovarajuće mikroflore. Jasno je da usled njihove aktivnosti dolazi do kvarenja već posle nekoliko časova. pogotovu ako se radi o nežnim plodovima (jagoda, malina). Budući da je voće kiselog karaktera, na njemu se lako razvijaju plesni i kvasci koji izazivaju kvarenje. Kvarenje voća pod uticajem bakterija je sekundarnog značaja. Većina ovih mikroorganizama se odlikuje znatnom pektolitičkom aktivnošću tako da dovode do promene konzistencije, odnosno doprinose omekšavanju tkiva. Ukoliko biljne ćelije nisu povređene a plod ima pokožicu koja predstavlja mehaničku barijeru - aktivnost mikroorganizama je znatno ograničena. Pokožica obično sadrži flavonole i antocijane - koji se odlikuju antimikrobnim delovanjem. Voštana prevlaka takođe pomaže plodu da se odbrani od mikrobiološke aktivnosti. Plodovi koji su zaraženi (bolesni, tzv. fitoftora) u toku vegetacije i na kojima je odumro određen broj ćelija, nemaju mogućnost da se održi mikrobiološkoj aktivnosti. Odumrle ćelije brzo postaju plen raznih saprofita, čime je otvoren put u unutrašnjost ploda. U najvećem broju slučajeva (80-90%), na mehanički oštećenim plodovima zastupljena je plesan Penicillium expansum koja izaziva tzv. zelenu meku trulež. Prema slobodnoj proceni, ova plesan izaziva oko 30% gubitaka kod svežeg voća. Najčešće izaziva gubitke na jabučastom i citrus voću. Alternaria tenuis izaziva crnu pegavost i omekšavanje plodova. Namirnica postaje zeleno-smeđa a kasnije se pojavljuju smeđe ili crne pege (tačke). Za razliku od ovih, gljiva Botrytis cinerea (izaziva "sivu meku trulež") i Monilia fructigena (izaziva obično smeđe truljenje) imaju sposobnost da prodru u plod i kroz nepovređenu pokožicu, pogotovu ako je ova tanka. Za gljivu Rhizopus ]t karakteristična bela plesan koja dovodi do znatnih gubitaka kod jagoda i drugog nežnog voća, Sva trulež na voću ponekad se naziva i "plesniva tralež", iz razloga što plesni narušavaju pokožicu, vegetiraju u kiseloj sredini i pripremaju teren za bakterijsku aktivnost (truljenje). Same bakterije u ovoj sredini he bi mogle da opstanu zbog nepovoljne pH vrednosti i siromaštva u pektolitičkim i celulolitičkim enzimima potrebnim za razgradnju tkiva. Za sprečavanje ili smanjenje mikrobioloških gubitaka voća preporučuje se pažljiva i brza manipulacija bez mehaničkih povreda, skladištenje u uslovima snižene temperature (oko G°C), primena fimgicida (hemijska sredstva za inhibiranje rasta plesni) ili radijacija. I kombinacija nekih od navedenih postupaka može da dovede do dobrih rezultata. Isceđen voćni sok ili ispasirana voćna kaša predstavlja idealan supstrat za rast i razvoj mikroorganizama. Ukoliko se ne primeni neki postupak za konzervisanje, u ovoj sredini se oni veoma brzo množe. Površinu soka ili kaše brzo prekrije skramom plesni bele do sive boje, koje razlažu voćne kiseline i šećer, čime utiču na pogoršanje ukusa takve namirnice. Pošto je za razvoj plesni neophodan- kiseonik, to je za sprečavanje ovih promena dovoljno da se onemogući kontakt takve namirnice sa vazduhom. Kvasci se takođe vrlo brzo razmnožavaju u takvoj sredini i prevode šećer u alkohol i CO2 Pod kontrolisanim uslovima ovo se koristi za proizvodnju vina i drugih alkoholnih pića. Ova fermentacija može da bude praćena stvaranjem sirćetne kiseline, koja nastaje veoma brzo - usled čega voćni sok ili kaša postaju neupotrebljivi za ishranu. Za sprečavanje ovih promena može da se primeni povišena temperatura (pasterizacija),' zamrzavanje, mikrobiološka filtracija ili dodatak hemijskih konzervanasa. Povrće se po hemijskom sastavu nešto razlikuje od voća. Različit je i karakter jestivih delova kao i priroda mikroflore koja se na njemu nalazi. Povrće uglavnom nije kiselo, raste u zemlji, na zemlji ili neposredno iznad zemlje, što uslovljava da se na površini povrća nalaze brojni tipovi bakterija i drugih mikroorganizama, kojih normalno nema na voću. Bakterije i plesni na povrću razlažu pektinske materije, što se manifestuje gubljenjem određene strukture i čvrstoće, a prouzrokuju i truljenje. Određene bakterije mogu da prevode šećer iz povrća u mlečnu kiselinu, što se manifestuje promenom ukusa i mirisa (kišeljenje kupusa). Promene mogu da se odigravaju na svežem i kuvanom povrću, kao i na povrću koje je odmrznuto. Za sveže voće je rečeno da bakterije imaju sekundarnu ulogu u kvarenju. Kod povrća plesni i bakterije imaju primarnu ulogu u kvarenju. Bakterije mogu lakše da deluju na povređenim plodovima, bilo da se radi o mehaničkim povredama ili povredama izazvanim delovanjem plesni. Kvarenje povrća obično je praćeno razmekšavanjem tkiva (kašasta konzistencija) i pojavom neprijatnog zadaha. Same bakterije, većinom iz roda Pseudomonas i Kantomonas, izazivaju "vodenu" trulež krompira. "Mekano'5 bakterijsko kvarenje mrkve, kupusa i drugog povrća izaziva Envinia carotovora i Bacillus macerans. Bakterije u zajednici sa plesnima prouzrokuju sivu, belu i crnu trulež povrća. Belu trulež pretežno izaziva Sclerotinia libertiana i to na mrkvi, paradajzu, boraniji, krastavcu, koja se manifestuje formiranjem bele skrame slične pamuku, a kasnije tkivo prelazi u meku, kašastu konzistenciju. "Sivu tralež57 na krompiru prouzrokuje Fusariurri solani, na belom luku Botntis alii dok Botntis cinerea izaziva trulež na krastavcu; kupusu, paprici... I u ovim slučajevima u početnoj fazi se formira siva skrama (plesan), a kasnije plodovi se raskaše i propadaju. "Crnu trulež pogotovu mrkve, kupusa i paradajza tokom zrenja izaziva najčešće Alternaria radiciana. U svim ovim kvarenjima učestvuju i Penicilliurn glaucurn, Aspergilus niger, Mucor i Rhizopus. Za sprečavanje ovih mikrobioloških promena na povrću preporučuje se konzervisanje povrća neposredno posle berbe. Ako iz bilo kojih razloga ovo nije moguće učiniti, preporučuje se kratko vreme skladištenja na nižim temperaturama (oko 0°C), u manjim pakovanjima uz obezbeđeno strujanje vazduha. 1.2.1.2. Mikrobiološke promene namirnica animalnog porekla Meso i proizvodi od mesa, zbog bogatstva u proteinima, su veoma važni sastojci Ijudske hrane. Zahvaljujući hemijskom sastavu i građi mesa, sigurno je da ono predstavlja dobar supstrat za delatnost mikroorganizama i to pogotovu bakterija. Njihovom delatnošću se menja fizički i hemijski sastav što se odražava u promeni izgleda (boja i konzistencija), ukusa i mirisa. Značajno je da se istakne da mikrobiološki neispravno meso predstavlja opasnost po zdravlje čoveka jer na njemu mogu da se razvijaju trovači hrane i patogeni mikroorganizmi. Muskulatura i krv zdravih životinja po pravilu ne sadrže mikroorganizme. U intestinalnom traktu (želudac i creva) i limfom sistemu redovno je prisutna raznolika mikroflora. Životinja obolela od neke zarazne bolesti nosi u sebi patogene klice u toku života. Infekcija mesa mikroorganizmima obično nastaje' momentom klanja i posle toga. Isticanjem krvi iz krvnih sudova, u njih ulazi vazduh sa mikroflorom, a istovremeno dolazi i do površinske infekcije. Eventualnim onečišćenjem mesa sadržajem organa za varenje dolazi do znatne mikrobiološke infekcije. Jasno je da stepen infekcije i vrsta mikroorganizama zavise u prvom redu od higijenskih uslova pri manipulaciji mesom. To znači da ako se sa mesom zdrave životinje manipuliše brzo i uz primenu odgovarajućih sanitarnih uslova i snižene temperature, na mesu mogu samo retko da se zapaze mikrobiološke promene. Pod lošim sanitarno-higijenskim uslovima meso može da postane neupotrebljivo za ishranu pošto može da poplesnivi ili da bakterijskom aktivnošću dođe do većeg ili manjeg stepena truljenja. Usled biohemijskih promena u početnoj fazi zrenja mesa, kada nastaje mlečna kiselina, povećana kiselost u određenoj meri otežava razvoj određenih vrsta bakterija. Međutim, stvorena kiselina ne sprečava aktivnost truležnih bakterija. Delovanjem kako aerobnih tako i anaerobnih bakterija, proteini se tokom truljenja razlažu. Napominje se da se istovremeno odvija i aerobno i anaerobno tamljenje. Ako bi se aerobno truljenje odvijalo samo za sebe, moglo bi da se podeli u tri faze i to: površinsko "truljenje" kada još nema znakova kvarenja, površina mesa se raspada; meso postaje sluzavo (utvrđeno je 32 -50 miliona bakterija po kvadratnom centimetru), menja se boja a meso počinje da zaudara (u unutrašnjosti bi bilo meso ispravno, ali pošto se istovremeno odvija i anaerobno truljenje, meso nije upotrebljivo za ishranu), meso sa raspada i u unutrašnjosti usled intenzivne aktivnosti, uglavnom štapićastih formi bakterija. Dezaminacijom aminokiselina nastaje amonijak; dekarboksilacijom, sem CG2, nastaju amini koji su neprijatnog mirisa. Kao međuprodukti formiraju se vodoniksulfid, indol i skatol, jedinjenja stranog i neprijatnog mirisa. Istovremeno sa pojavom stranog mirisa, meso poprima mekšu konzistenciju. Usled vezivanja vodonik-sulfida sa hemoglobinom krvi i mioglobinom mišića, meso poprima sivo-zelenu boju. Aerobno truljenje najčešće izazivaju bakterije iz roda Proteus, Bacillus i Pseudomonas. Anaerobnu trulež najčešće prouzrokuju Clostridium sporogenes i Cl. putrefaciens. Truljenje mesa može da se prikaže shemom: Izostavljeno iz prikaza Sem truljenja, na mesu mogu da se razvijaju i plesni koje obrazuju različito obojene kolonije (Mucor mucedo — bela micelija, Penicillium glaucum — zelena micelija, Aspergillus niger — crna micelija). Na mesu mogu da se jave i plesni slični kvascima (Oidium, Cladosporium). Eventualno prisutne patogene bakterije koje izazivaju zarazne bolesti ne prouzrokuju organoleptičke promene, tj. one ne kvare meso. Konzumiranjem takvog mesa može da dođe do pojave zaraznih bolesti od kojih su najčešće aritraks, bruceloza i tuberkuloza. U takvim slučajevima meso se obavezno uništava. Usled proteolize belančevina, a još ređe se javlja lužnat ukus. lako retko, mleko može da postane sluzavo (rasteže se) ili da se promeni boja? bilo na površini ili po celoj zapremini (plavičast, siv, žut ili crveni ton). Na povoljnoj temperaturi, posle određenog vremena, na površini pavlake ili mlečno kiselih napitaka se razvijaju kvasnice, a mogu da se pojave i plesni. Za produženje upotrebne vrednosti mleka potrebno je primeniti rigorozne higijenske mere, uslove snižene temperature (hladnjače) ili visoke temperature (pasterizacija i sterilizacija). Obezbeđenje jaja za ishranu preko cele godine nameće potrebu njihovog kraćeg ili dužeg čuvanja. Po pravilu, ako je živina zdrava, jaja ne sadrže mikroorganizrne. Mikrobiološka infekcija jaja može da nastane još prilikom formiranja jaja (ako je živina bolesna) ili preko ljuske - iako je ona cela i to prilikom skupljanja, čuvanja i transportovanja. Ljuska sama za sebe nije garancija da sadržaj jajeta neće da se inficira. Na površini Ijuske se nalazi tanka membrana, pelikula, koja hermetički zatvara pore i pukotine na ljusci, čime je sprečen ulaz mikroorganizama sve dok je ova membrana neoštećena. Budući da je membrana nežna i tanka, lako se povređuje, trenjem ili pranjem izmetom zaprljanih jaja - čime je otvoren put mikroorganizmima Promenom temperature, nečist vazduh ulazi zajedno sa mikroflorom kroz pore ljuske, čime je omogućeno neželjeno delovanje mikroorganizama. Belance jajeta raspolaže određenim baktericidnim svojstvima; međutim, vremenom se ovo svojstvo gubi iz čega se izvlači zaključak da su starija jaja lakši plen mikroorganizama. U jajima bolesne životinje, momentom nošenja mogu da se nađu salmonele, stafilokoke i truležne bakterije. U jajima pataka i gusaka, iako one nisu bolesne, mogu da budu prisutne salmonele. Iz ovih razloga takva jaja ne treba konzumirati u svežem stanju ili proizvodima koji nisu pretrpeli termički tretman (majonez). Jaja mogu da se kvare delovanjem bakterija i plesni. Bakterije isključivo kvare unutrašnjost jajeta bakterije tako što hidrolizuju belančevine belanca. Pri tome se oslobađa amonijak i vodonik-sulfid koji daje neprijatan miris pokvarenom jajetu. Ukoliko postoje pogodni uslovi (pre svega visoka relativna vlažnost) jaja mogu da budu predmet aktivnosti plesni koje mogu da se razviju bilo na površini, bilo u unutrašnjosti - neposredno ispod ljuske. U tom slučaju jaja se karakterišu izrazito plesnivim mirisom. Pravilnim skladištenjem (vreme, temperatura, relativna vlažnost) mogu da se izbegnu uslovi za pojavu plesnivosti. Ukoliko se jaja lupaju sa ciljem da se odvojena od Ijuske konzervišu zamrzavanjem, mora da se radi veoma brzo u vrlo rigoroznim higijenskim uslovima; u suprotnom brzo doiazi do gubitka u kvalitetu. Generalno posmatrano, postoji veliki broj vrsta i grupa mikroorganizama koje su u stanju da kvare namirnice ili da ih iz zdravstvenih razloga učini neupotrebljivim za ishranu. Svi ti mikroorganizmi po nekim svojim karakter-istikama mogu da se svrstaju u neku od sledećih grupa: Izostavljeno iz prikaza - psihrotropni, mezofilni ili termofilni mikroorganizmi, - koli bakterije, -patogene bakterije, trovači hrane. - proteolitičke bakterije, - sporogene ili asporogene bakterije, - halofilne bakterije, - mikroorganizmi koji stvaraju kiselinu, - "obični" 'kvasci, - osmo toleranini kvasci, - plesni. Tab. 1 - 3. Najčešći izazivači kvarenja pojedinih namirnica Izostavljeno iz prikaza 1.3. Uslovi za razvoj mikroorganizama Pošto su svi životni procesi mikroorganizama i njihova aktivnost zavisni od uslova koji vladaju u spoljašnjoj sredim a i sama prisutnost određenih mikroorganizama je tesno povezana sa spoljašnjim .uslovima. Na mikrobiološku aktivnost utiču brojni i raznovrsni spoljašnji uslovi, koji mogu da se svrstaju u fizičke , hemijske i biološke činioce. Svaki od spoljašnjih faktora može da ima .pozitivno ili negativno dejstvo na aktivnost mikroorganizama. Bilo koji spoljašnji činilac može da bude zastupljen u minimalnom, optimalnom ili maksimalnom intenzitetu. Minimalni intenzitet je ona vrednost ispod koje nije moguća mikrobiološka aktivnost. Maksimalna vrednost je granična vrednost iznad koje prestaje mikrobiološka aktivnost. Najpovoljnija vrednost za mikrobiološku aktivnost bilo kojeg spoljašnjeg faktora predstavlja optimalni intenzitet. Jasno je da se mikrobiološka aktivnost odvija između minimuma i maksimuma. Zbirno posmatrajući sve spoljašnje faktore, potrebno je da se naglasi da ukoliko se makar jedan činilac nađe iznad maksimuma, bez obzira na to što su svi drugi činioci zastupljeni u optimalnom intenzitetu, životna aktivnost mikroorganizama neće da se ispolji. 1.3.1. Fizički faktori U fizičke faktore mogu da se svrstaju: temperatura, zračenje, vlažnost i pritisak, maksimalna temperatura 60, 20, 40 Temperatura (°C) Izostavljeno iz prikaza Graf. I-6 Uticaj brzine razmnožavanja na Lactobacillus Temperatura određuje brzinu razmnožavanja i intenzitet odvijanja hemijskih i biohemijskih reakcija kao i razmenu materija sa spoljašnjom sredinom. Porastom temperature od neke minimalne ka optimalnoj vrednosti, životni procesi se ubrzavaju. Daljim povećanjem temperature svi životni procesi se usporavaju, ako se radi o sporogenim formama bakterija ćelija formira sporu ili život potpuno prestaje. Ocena o uticaju temperature na mikroorganizme najčešće može da se donese na osnovu brzine razmnožavanja (Graf. I - 6 i Graf. 1 - 7). Poznato je da za razvoj svih mikroorganizama nije potrebna ista temperatura. U poređenju sa potrebama biljnog sveta, ove granice su šire i. kreću se od nekoliko stepeni ispod: 0°C, pa sve do oko.70 - 90°C. Relativno nedavno su otkrivene forme .mikroorganizama koje postoje u Pacifiku a normalno žive I razmnožavaju se na 250°C; međutim ove forme nisu interesantne sa gledišta prehrambene industrije. Za većinu mikroorganizama optimalna temperatura je za oko 30°C veća od minimalne temperature dok je temperaturni maksimum veći od optimuma za oko5-10°C. Prema zahtevima za temperaturom, mikroorganizmi se dele u psihrofilne, mezofilne i termofilne grupe. Psihrofilni mikroorganizmi se razmnožavaju ispod 20 stepeni, odnosno ne razmnožavaju se iznad 20°C. Mikroorganizmi ove grupe sposobni su da se razvijaju na nižim temperaturama, tj. na temperaturama koje vladaju u hladnjacima i hladnjačama na "režimu 0°C" (0 - 5°C). U ovim uslovima generaciono vreme može da iznosi i do 48 sati, što znači da u tim uslovima postoji mogućnost razmnožavanja ali je ono veoma usporeno. Tab. 1 - 4. Aktivnost mikroorganizama u odnosu prema temperaturi Neki od psihrofila, pogotovu plesni, mogu da se razmnožavaju i na -5 do -10°C5 verovatno zato što usled velikog osmotskog pritiska u ćeliji na tim temperaturama ne dolazi do zamrzavanja vode u količini koja bi limitirala životne procese, Predstavnici psihrofilnih bakterija spadaju u rodove Pseudomonas, Alcaligenes i Flavobacterium One mogu da se adaptiraju na nižu temperaturu i da se razmnožavaju iako veoma sporo i na temperaturama do -9°C. Mogućnost njihovog razmnožavanja i prilagođavanja niskim temperaturama objašnjava se time što u tim uslovima menjaju svoj metabolizam, odnosno sintetizuju u većoj meri neutralne lipide i fosfolipide sa nezasićenim masnim kiselinama. Ove bakterije zajedno sa plesnima mogu da izazovu nepoželjne promene na mesu, mleku i 'drugim namirnicama koje se čuvaju na nižim temperaturama. Mezofilni mikroorganizmi se normalno razvijaju na temperaturama između 20°C i 45°CUsa optimumom na oko 30°C. Ovo je najbrojnija grupa mikro-organizama (rod Bacillus i Clostridium, asporogene bakterije iz roda Proteus, mnoge stafilokoke većina kvasaca i plesni) i izazivaju najveće štete u prehrambenoj industrijL Neki od njih su i patogeni; na primer Cl perfringens izaziva kvar namirnica bogatih proteinima. Ulaskom u probavni trakt čoveka izaziva trovanja a u slučaju mehaničke povrede i ulaska u mišićno tkivo može da izazove gasnu gangrenu. Teraiofilnim mikroorganizmima više pogoduje povišena temperatura, te se razvijaju i rastu na temperaturama većim od 45°C. U okvira termofilnih mikroorganizama (bakterija) postoje: • uslovni (fakultativni) termofili za čiji rast je potrebna minimalna temperatura nešto preko 30°C. Oni mogu da rastu i na 30-37 °C (područje mezofilnih formi) ali isto tako mogu da rastu i na 55 °C (iznad maksimuma mezofila), • pravi (obligatni) termofili koji ne mogu da razvijaju na 37°C. Za većinu njih optimalna temperatura je 45 - 60°C a izuzetno, neki sojevi mogu da rastu i na 80°C. Ovi oblici, budući da imaju potrebu za višom teniperaturom, otporniji su na delovanje više temperature te mogu da prežive i obično prežive uobičajene režime sterilizacije namirnice. U tom slučaju, ukoliko su zastupljeni makar i minimalni ostali uslovi, izazivaju kvarenje tako konzervisane namirnice. Mogućnost razmnožavanja, pogotovu obligatnih termofila, na ovako visokim temperaturama objašnjava se brzom sintezom temperaturom oštećenih proteina, prisustvom stabilizirajućih supstanci (na primer Mg2+) i/ili izuzetnom termičkom stabilnošću ribozoma. Najznačajnije termofilne forme bakterije sa njihovim najvažnijim karakteristikama prikazane su u Tab. I - 5. Uticaj temperature na brzinu Graf. I razmnožavanja bakterija u neutralnoj sredini Izostavljeno iz prikaza Ako se izuzme mogućnost razmnožavanja, mikroorganizmi mogu da izdrže dosta nisku temperaturu pre nego što eventualno izumru a pri čemu zadržavaju sposobnost razmnožavanja u povoljnim uslovima. U određenim slučajevima je zabeleženo da spore nekih bakterija sačuvaju sposobnost reprodukcije i nakon izlaganja temperaturi blizu apsolutnoj nuli (10 sati na -252°C); slično važi i za kvasce i plesni. Mehanizam ovog fenomena nije dovoljno proučen. Svetlost i druge vrste zračenja imaju određenog uticaja na mikroorganizme. Najčešće zračenje je ; Sunčevo zračenje koje predstavlja elektromagnetno zračenje različite talasne dužine, tj, sastoji se od UV zraka, infracrvenih zrakova i vidljive svetlosti. Zbirno posmatrano, Sunčevo zračenje usporava razvoj svih mikroorganizama što je rezultat delovanja UV zračenja od kojeg maksimalni učinak imaju zraci talasne dužine 250-260 nm. Naime, zrake ove talasne dužine apsorbuju proteini i nukleinske kiseline usled čega dolazi do oštećenja opne i citoplazme. Iz ovih razloga UV zraci izazivaju smrt mikroorganizama (mikrobicidni efekat). Ipak, smrtonosni efekat UV zraka iz Sunčevog spektra je dosta ograničen, budući da se ovi zraci odlikuju slabom prodornom moći (prodiru samo 2-3 mm ispod površine zemlje, namirnica, pića), tako da se odlikuju samo površinskim mikrobicidnim efektom. Sem ovog direktnog uticaja, UV zraci deluju mikrobicidno i indirektnim putem, tako što stvaraju perokside i ozon; svi peroksidi i ozon se lako raspadaju oslobađajući atomski kiseonik koji takođe uništava mikroorganizme. Nije utvrđeno da svetlosni zraci imaju bilo kakvog uticaja na mikroorganizme značajne sa gledišta konzervisanja namirnica. Infracrveni deo Sunčevog spektra je takođe bez ikakvog delovanja na mikroorganizme. Eventualni smrtonosni učinak ovog dela spektra može da se ogleda u zagrevanju, što znači da se njegov efekat svodi na delovanje povišene temperature. Tab. I - 5. Značajne termofilne bakterije Izostavljeno iz prikaza Pritisak je retko kada limitirajući faktor za razvoj mikroorganizama. Većina mikroorganizama se razvija na običnom ili nešto povećanom' pritisku (0,1 - 0,2 MPa). Mikroorganizmi koji žive u dubini mora izdržavaju znatno veći pritisak. Većina mikroorganizama, uključujući i vegetativne oblike bakterija izumire ako se pritisak poveća za 600 - 700 MPa, (po nekim podacima ovo se desava ako se pritisak poveća preko 100 MPa) dok spore bakterija mogu da izdrže i 2000 MPa. Ovo su ogromni pritisci, što znači da su mikroorganizmi izuzetno otporni prema povećanom pritisku i teško bi se moglo reći da bi se primenom pritiska moglo uticati na razvoj mikroorganizama. Međutim, mašta ljudi; nova saznanja i tehničke mogućnosti doveli su do primene visokih pritiska u kombinaciji sa umerenom povišenom temperaturom u cilju konzervisanja namirnica. Vlažnost u velikoj meri utiče na aktivnost mikroorganizama. Bez slobodne vode nije moguće razmnožavanje mikroorganizama, odnosno njihov razvitak se zaustavlja. Voda je neophodan sastojak ćelije; 80 - 90% mase mikroorganizama otpada na vodu (kod spora sadržaj vode je oko 10 - 15%). Sve biohemijske reakcije u ćeliji se odvijaju u vodenoj sredini tako da nje mora da bude dovoljno za održavanje života. U citoplazmi su rastvorene supstance potrebne za odvijanje životnih funkcija usled čega ćelija raspolaže određenim osmotskim pritiskom (0?35 - 0,6 MPa). Ako dolazi do isušivanja ćelije, voda napušta ćeliju i može da dođe do nepovratnog oštećenja plazme (plazmoliza). Suština tog oštećenja se svodi na oštećenje ćelijske membrane koja gubi sposobnost ponovnog bubrenja i primanja vode — čime su životne funkcije prekinute. Svi mikroorganizmi ne podnose isušivanje podjednako. Spore bakterija i gljiva iako sa malom količinom vode5 imaju sposobnost da i posle nekoliko godina u prisustvu uobičajene količine vode nastave rast i razmnožavanje. Asporogene balcterije različito podnose isušivanje; tako, na primer, bakterije sirćetne kiseline uginu nekoliko časova posle isušivanja dok isušene bakterije mlečne kiseline dugo zadržavaju sposobnost za razvoj. Suvi pekarski kvasac zadržava sposobnost rasta u toku više godina. Potreba za vodom kao i tolerancija prema rastvorljivoj supstanci kod mikroorganizama brojčano može da se iskaže aktivnošću vode koja je neophodna za njihovo razmnožavanje. Aktivnost vode (Aw) predstavlja količnik napona vodene pare nekog rastvora (namirnice) i napona pare destilovane vode pri istim spoljašnjim uslovima. Pošto je napon vodene pare obrnuto srazmeran prisutnoj rastvorenoj suvoj materiji (Raulov zakon!), to aktivnost vode može da se definiše i odnosom broja molova vode prema ukupnom broju molova, tj. Izostavljeno iz prikaza P - pritisak vodene pare neposredno iznad namirnice P0 - pritisak vodene pare iznad destilisane vode na istoj temperaturi broj molova vode broj molova vode + broj molova suve supstance Na osnovu datog izraza nije teško da se zaključi da je aktivnost vode destilisane vode jednaka jedinici; sa porastom koncentracije su.ve materije aktivnost vode opada da bi u slučaju potpunog odsustva vode pala na nultu vrednost. Između aktivnosti vode i relativne vlažnosti vazduha neposredno iznad neke namirnice postoji relacija da je A = (ravnotežna relativna vlažnost vazduha). Ravnotežna relativna. vlažnost vazduha rezultat je napona vodene pare koji potiče od slobodne vode u namirnici. Količina slobodne vode u osušenim namirnicama (ravnotežna vlažnost) - od koje zavisi ravnotežna relativna vlažnost - nije jednaka u svim namirnicama i zavisi od prirode namirnice, temperature okoline i relativne vlažnosti vazduha. Konstantna aktivnost vode u slučaju sušenih namirnica se uspostavlja na konstantnim, uslovima (temperatura i relativna vlažnost vazduha) tek posle 5 -6 dana. Minimalna. vrednost aktivnosti vode potrebne za razmnožavanje mikroorganizama razlikuje se od vrste mikroorganizama i od ostalih spoljašnjih uslova. Ukoliko su ostali spoljašnji uslovi u optimalnim granicama, minimalna vrednost aktivnosti vode se smanjuje, što znači da dotična vrsta može da se razvija i u nešto "suvljoj" sredini u poređenju sa karakterističnom odnosno uobičajenom vrednošću za dotičnu vrstu mikroorganizama. lako u manjoj meri, i sama vrsta rastvorljive supstance uslovljava kritičnu (limitirajuću) vrednost aktivnosti vode. Većina bakterija se razvija ako je Aw = 0,93 - 0,99; navodi se da izuzetno neke bakterije mogu da se razvijaju i ako je aktivnost vode manja od 0,86. Za kvasce, minimalna vrednost aktivnosti vode iznosi 0,88 - 0,91; smatra se da je donja granica za razvoj kvasca 0,80. Saccharomyces rouxii (osmofilni kvasac) u stanju je da se razvija i na Aw = 0,73 (u medu ili 60% rastvoru saharoze). Plesni u poređenju sa bakterijama i kvascima, mogu da se razmnožavaju u suvljoj sredini. Optimalna vrednost za njihovo razmnožavanje je Aw = 0,80 - 0,98 iako usporeno mogu da se razvijaju i na Aw = 0,70 - 0,75. Kao donja granica za razvoj plesni (kserofilne plesni) smatra se vrednost aktivnosti vode od 0,60. Često se, pogotovu u starijoj literaturi, mikroorganizmi sa aspekta prema potrebi za slobodnom vodom dele na: kserofilne (zadovoljavaju se sa malom količinom slobodne vode; na primer Penicillium i Aspergillus), mezofilne (traže "srednju" količinu slobodne vode; na primer Rhizopus i kvasci) i hidrofilne (imaju potrebe za velikom količinom slobodne vode; na primer bakterije i Oidium lactis). Na osnovu praktičnih zapažanja, utvrđeno je da u proseku bakterije za svoju aktivnost zahtevaju minimum 25-30% vode u namirnici. Donja granica za razvoj plesni je obično 12-15% vode; odnosno ova količina vode obezbeđuje potrebnu aktivnost vode. Tab. 1 - 6 Moguć razvoj nekih mikroorganizama u zavisnosti od aktivnosti vode Izostavljeno iz prikaza 1.3.2. Hemijski faktori U pogledu hemijskih činilaca koji utiču na mikrobiološku aktivnost značajni su: sastav supstrata i koncentracija pojedinih sastojaka, kiselost i oksidoredukcioni uslovi. 1.3.2.1. Sastav supstrata i koncentracija pojedinih sastojaka Sastav supstrata i koncentracija pojedinih sastojaka u velikoj meri utiče na život i aktivnost mikroorganizama. Supstrat može da sadrži korisne sastojke (ugljeni hidrati, proteini, vitamini, minerali) i štetne sastojke (polifenoli, fitoncidi, antibiotici, konzervansi, teški metali). Napominje se da se mikroorganizmi najbolje razvijaju u prisustvu svih korisnih sastojaka u optimalnim koncentracijama. Koliko je važno da budu prisutne sve potrebe komponente za rast mikroorganizama, još je važnije da koncentracija pojedinih sastojaka bude u optimalnim granicama. Na primer, prisustvo ugljenih hidrata pospešuje rast i aktivnost mikroorganizama ali veća koncentracija od optimalne usporava njihov rast. Daljim povećanjem koncentracije, rast mikroorganizama potpuno prestaje. U pogledu hemijskog sastava supstrata, napominje se da mikroorganizmi svojom aktivnošću menjaju kako hemijski sastav tako i koncentraciju određenih sastojaka. U supstratu mogu da se nađu jedinjenja koja u relativno maloj količini' usporavaju (inhibiraju) razvoj mikroorganizama; neka od njih su smrtonosna (mikrobicidna) — pogotovu u nešto povećanim koncentracijama. Ovde se prvenstveno radi o otrovnim supstancama kao što su soli teških metala koje imaju nepoželjno delovanje već pri koncentracijama manjim od 1 mg/kg. Sem soli teških metala, razvoj mikroorganizama koče i polifenolna jedinjenja, kiseline, lužine, aldehidi, jaka oksidaciona sredstva i sl. Jedno isto jedinjenje može da tma mikrobistatičko delovanje — što se ogleda u nemogućnosti razmnožavanja, iako su mikroorganizmi živi; odnosno mikroorganizmi su prividno neaktivni. Otklanjanjem datog inhibitora mikrobiološka aktivnost se normalno nastavlja. Isto jedinjenje, ukoliko je prisutno u većoj koncentraciji od mikrobistatičkog efekta, ima mikrobicidno delovanje, odnosno izaziva smrt mikroorganizama, Jasno je da se otklanjanjem mikrobicidne koncentracije ne može nastaviti mikrobiološka aktivnost ako je onemogućen pristup novih mikroorganizama. Iako štetna jedinjenja koče ili sprečavaju rast mikroorganizama, pojedine vrste mikroorganizama su u stanju da neka od njih mogu da koriste kao izvor energije. Ovo je moguće u slučaju prisustva vrlo malih količina nekih od ovih jedinjenja, odnosno kada još nije dostignut prag mikrobistatičkog delovanja. Mogućnost korišćenja je različita u zavisnosti od vrste mikroorganizama, vrste štetnog jedinjenja i koncentracije tog jedinjenja. U daljem izlaganju razmotriće se delovanje nekih sastojaka na mikrobiološku aktivnost. Kao izvor energije mnogi mikroorganizmi koriste šećere. Slično drugim jedinjenjima, nije svejedno o kojoj koncentraciji šećera se radi. Jednaka koncentracija šećera, u zavisnosti od vrste mikroorganizama, može da ima povoljno ili nepovoljno dejstvo. Veće koncentracije šećera vezuju veće količine vode tako da mikroorganizmima ostaje na raspolaganju manje slobodne vode (manja Aw) usled čega je nekim mikroorganizmima usporena ili onemogućena aktivnost. Za zaustavljanje bakterijske aktivnosti potrebno je 15-50% šećera; kvasci su tolerantniji i mogu da izdrže 45-60% šećera. Tab. 1 - 7. Mogućnost razvoja mikroorganizama u odnosu prema koncentraciji saharoze Izostavljeno iz prikaza Koncentracija šećera u znatnoj meri utiče na termorezistentnost mikroorganizama. Koncentracija već preko 10% šećera povećava termo-rezistentnost vegetativnih oblika bakterija, plesni i kvasaca. Ova pojava se tumači opadanjem vrednosti aktivnosti vode odnosno povećanjem suve materije u ćeliji što ima za posledicu zaštitu proteina od koagulacije. Mast takođe povećava termorezistentnost mikroorganizma. Specifično delovanje masti u ovom pogledu se ne zapaža samo kod vegetativnih oblika već i kod bakterijskih spora. Ova pojava se tumači slabijom provodljivošću toplote od strane masti čime se u stvari, umanjuje štetno delovanje povišene temperature na mikroorganizme. Sledi primer potrebne temperature u funkciji različite količine masti za uništenje L. hulgaricus i to: u obranom mleku 89°C, u punomasnom mleku 91°C i u pavlaci 95°C. U većim koncentracijama kuhinjska so može da inhibira aktivnost nekih mikroorganizama. Niske koncentracije soli mogu da imaju čak stimuliše se delovanje; veće koncentracije koče aktivnost mikroorganizama ali ne uništavaju ih. Mehanizam delovanja kuhinjske soli na mikroorganizme nije u potpunosti rasvetljen. Kuhinjska so deluje na mikroorganizme na više načina i to: — povećava osmotski pritisak u okolini zbog čega dolazi do većeg ih manjeg isušivanja ćelije mikroorganizma, — hlorni jon štetno deluje na mikroorganizme, — ometa aktivnost proteolitičkih enzima, — u većim koncentracijama umanjuje diftiziju kiseonika u tečnost, — povećava osetljivost mikroorganizama prema ugljendioksidu. Ometajuće delovanje soli ne svodi se samo na smanjenje aktivnosti vode već je u tesnoj vezi sa drugim činiocima kao što su na primer: pH, temperatura i koncentracija dragih sastojaka (nitrati, nitriti). Umirajuće delovanje soli na bakterije se povećava sa smanjenjem temperature od 21°C na 10°C. Potrebna količina soli za sprečavanje rasta plesni opada sa smanjenjem temperature (na 0°C potrebno je 8% NaCl, a na sobnoj temperaturi isti efekat se postiže sa 12% soli). Anaerobne forme bakterija ne mogu da se razvijaju već kod 5% NaCl, iako se fakultativno anaerobi razvijaju u takvoj sredini. Interesantan je istovremeni uticaj kuhinjske soli i kiselina na aktivnost bakterija mlečne kiseline. Primera radi 1% mlečna kiselina i koncentracija soli do 5% ne sprečavaju aktivnost bakterija mlečne kiseline; pri istim uslovima koncentracija soli preko 5% onemogućava aktivnost ovih bakterija. lako neke bakterije mogu da se razvijaju i pri 15% NaCl5 većina njih prestaje sa aktivnošću pri koncentraciji preko 10% NaCl. Neke plesni i kvasci mogu da se razvijaju i u slučaju zasićenog rastvora soli (oko 26%) Ovakva tolerancija rezultira stvaranjem "navlaka" na površini rasola i marinada. Povećane koncentracije soli (8-20%) smanjuju termičku otpomost bakterijskih spora. Pri jednakim koncentracijama soli spore su otpornije naprimer u mesnom buljonu u poređenju sa namirnicama kojima je, pored soli, dodata sirćetna kisela (marinade). U odnosu na 2% rastvor kuhinjske soli5 mikroorganizmi se dele na: 1) nehalofilne a)osetljive na so — rastu samo ako koncentracija NaCl nije viša od 2%, b) tolerantne na so — mogu da se razvijaju i pri većim koncentracijama soli od 2%. 2) halofilne a) fakultativne mogu da rastu i pri nižim koncentracijama od 2% NaCl ali više.im odgovara prisustvo veće koncentracije soli, b) obligatne — rastu samo u supstratu sa preko 2% soli (neke i u sredini sa preko 12 % soli). Nitrati već u neznatnim količinama u kiseloj sredini koče razvoj bakterija jer se redukuju do nitrita koji dovode do inaktivacije enzima mikroorganizama. U nekiseloj sredini redukcija se ne odvija, te nitrati nemaju toksično delovanje na bakterije. Sem ovog efekta nitrati povećavaju oksidoredukcioni potencijal, te povoljno deluju na rast aerobnih formi, odnosno smanjuju mogućnost razvoja anaerobnih formi bakterija. Koncentracija nitrata veća od 0:5% sprečava klijanje bakterijskih spora. Usied blokiranja vitalnih enzima nitriti 'već u malim količinama (0,01-0,02%) uništavaju ili sprečavaju aktivnost bakterija. Oksido-redukcioiri uslovi koji vladaju u okolnoj sredini u velikoj meri utiču na mikrobiološloi aktivnost. lako na oksidoredukcioni potencijal utiču kiseonik, nitrati, peroksidi, feri-joni — kao oksidaciona sredstva, i vodonik, jedinjenja sa dvogubom vezom, jedinjenja sa sulfhidrilnom grupom, i fero-joni — kao redukciona sredstva, u smislu oksidoredukcionih faktora misli se prevashodno na količinu prisutnog kiseonika. Prisustvo veće količine kiseonika parcijalni pritisak kiseonika (bar) Sl. 1 - 3, Odnos mikroorganizama prema kiseoniku Izostavljeno iz prikaza U pogledu potrebe za kiseonikom važno je napomenuti da neki mikroorganizmi ne mogu da se razvijaju bez prisustva kiseonika (a e r o b i ). To su plesni, bakterije sirćetne kiseline (rod Acetohacter) i neki kvasci, Anaerobnim mikroorganizmima kiseonik potopimo onemogućava razvoj i rast; najtipičniji predstavnici anaeroba su sporogene bakterije iz roda Clostridium. Između ove dve povećava oksido-redukcioni potencijal Potreba pojedinih grupa mikroorganizama za kiseonikom je dosta različita kako za samo razmnožavanje tako i za ostalu životnu aktivnost. Nejednaka potreba za kiseonikom uslovljena je prisustvom ili odsustvom oksidoredukcionih enzima (katalaza, peroksidaza, citohromo-ksidaza) u ćeliji mikro-organizma. Neki mikroorganizmi imaju sposobnost da menjaju aktivnost u sredinama sa različitom količinom kiseonika; na primer, kvasci u prisustvu dovoljne količine kiseonika prevode ugljene hidrate u CO2 i vodu, dok pri i kiseonika isti kvasci od ugljenih hidrata stvaraju CO2 i etanol krajnosti postoje oblici mikroorganizama koje zahtevaju određene blaže uslove u pogledu prisustva kiseonika. Fakultativno anaerobni mikroorganizmi su u stvari aerobni oblici sa mogućnošću razvoja i u anaerobnoj sredini - naravno, nešto umanjenom brzinom. Mikroaerobni predstavnici su u stvari anaerobni mikroorganizmi koji "vole" samo manju količinu kiseonika i u takvim uslovima se najbrže razmnožavaju (rodovi Lactobacillus i Streptococcus). Neke studije (Smith, 1990) pokazuju da izrazito aerobni mikroorganizmi (Pseudomonas sp., Aspergillus sp. i Penicillium sp.) mogu da se razvijaju i u atmosferi sa samo 1-2% kiseonika, odnosno čak i u slučaju povećane koncentracije CO2. Veruje se da prisustvo kiseonika sprečava rast Clostridium botulinum-a, međutim nedavna proučavanja su osporila ovu tvrdnju i pokazala su da prisustvo kiseonika ne predstavlja limitirajući faktor za ovu bakteriju i da čak u takvim uslovima može da poveća proizvodnju toksina. Tab. I - 8. Potreba mikroorganizama za kiseonikom Izostavljeno iz prikaza Grupa mikroorganizama % kiseonika u vazduhu - Aerobni - Fak. anaerobni - Mikroaerofimi - Anaerobni 1.3.2.2. Kiselost sredine lako šire posmatrano i ovaj element može da se posmatra kao sastojak sredine, zbog svog značaja posebno je izdvojen. U većini slučajeva u pogledu kiselosti, manje je bitna količina i vrsta kiseline od koncentracije vodonikovih jona? odnosno pH vrednosti, tj. aktivne kiselosti Postoje mikroorganizmi za čiju aktivnost je kisela sredina pogodnija od bazne odnosno neutralne sredine, odnosno mikroorganizmi koji uopšte ne mogu da se razvijaju u jače kiseloj sredini (truležne bakterije). Ovo svojstvo je u tesnoj vezi sa enzimskim sistemom svake vrste mikroorganizama5 što rezultira da za svaku vrstu mikroorganizama postoji granica pH vrednosti ispod, odnosno iznad koje ne mogu da se razvijaju. Neki mikroorganizmi lakše podnose promenu pH vrednosti, dok dragi ne pokazuju takvu toleranciju. Većina bakterija se razvija u neutralnoj ili slabo kiseloj sredini; bakterije saharolitičkog tipa kao i kvasci, bolje se razvijaju u kiselijoj sredini, dok plesni mogu da podnesu još veću kiselost. U zavisnosti od aktivnosti kiselosti, neki mikroorganizmi imaju sposobnost da menjaju metabolizam, tako na primer kvasci u kiseloj sredini od ugljenih hidrata stvaraju etanol dok u alkalnoj sredini stvaraju acetaldehid i glicerin. Tab 1 - 9 Podaičje razvoja mikroorganizama prema pH Izostavljeno iz prikaza Značajno je napomenuti da kiselost ima istovremeno uticaj na otpornost mikroorganizama prema povišenim smrtonosnim temperaturama. Povećanjem kiselosti (niža pH vrednost) umanjuje se otpornost mikroorganizama i bakterijskih spora prema letalnim temperaturama. To znači da se mikroorganizmi lakše uništavaju toplotom u kiseloj sredini, odnosno da se dodavanjem kiselina i podešavanjem pH vrednosti može smanjiti letalna (smrtonosna) temperatura. Eventualno preživele spore bakterija nemaju sposobnost klijanja u kiseloj sredini. lako je napomenuto da vrsta kiseline ima manji značaj od aktuelne kiselosti, u literaturi se navodi da je, na primer, uticaj pojedinih, kiselina na stafilokoke sledeći: sirćetna > limunska > mlečna > jabučna > vinska > hlorovodonična. Iz ovog redosleda je vidljivo da su organske Mseline efikasnije u pogledu sprečavanja aktivnosti mikroorganizama u poređenju sa mineralnim kiselinama.

Tab. I -10. Područje mogućeg razvoja nekih mikroorganizama u odnosu prema kiselosti

Mikroorganizam pH Mikroorganizam pH
Sarcina sp. 2,0 – 2,5 Streptococcus lactis 4,3 – 9,2
Acetobacter 2,8 – 4,3 Streptococcus faecalis 4,5 – 9,6
Lactobacilli 3,0 – 6,0 Clostridium botulinum 4,7 – 8,5
Pseudomonas 3,0 – 11,0 Penicillium spp. 1,6 – 11,0
Escherichia coliJ 4,4 – 9,0 Aspergilus niger 1,6 – 9,5
Staphylococcus aureus 4,4 – 9,8 Fusariumspp. 1,8 – 11,0
Salmonella typhy 4,5 – 8,0 Saccharomyces cerevisiae 2,3 – 8,6
Bacillus cereus 4,9 – 9,3

Ovo su uobičajene vrednosti pH. Međutim, nedavno je opisana acidotolerantna Escherichia coli koja je otkrivena u znatno kiselijim sredinama – čak ispod pH 3,5 (sok od jabuka, jogurt, vino od jabuka – cider) Diaz-Gonzales & J.B. Russell (1999): Factor affecting the extreme acid tolerance of E. coli 0157:H7. Food Microbiol. 16: 367-374.

Praktičan zaključak je da je minimum 3,6% sirćetne kiseline dovoljan da spreči razvoj bilo koje patogene mikroflore. Takva namirnica sa organoleptičkog aspekta bila bi suviše kisela. Relativno prijatnog ukusa je povrće sa oko 1% kiseline; u tom slučaju obično mora da se izvede pasterizacija na temperaturi 75°C u toku 15 minuta ili nekim drugim ekvivalentnim režimom.

13.3. Biološki faktori

Biološki faktori takođe mogu da utiču na mikrobiološku aktivnost, odnosno da određuju tok aktivnosti – što može da bude interesantno sa aspekta konzervisanja namirnica. Pod ovim faktorima se podrazumeva međusobni odnos mikroorganizama i uticaj jedne vrste na drugu. Kako se svi, mikroorganizmi bore za opstanak i među njima postoji konkurencija i borba za život. U ovom smislu poznat je:

IC antagonistički odnos, pri čemu metaboliti jednih mikroorganizama onemogućavaju ili smanjuju aktivnost drugih vrsta mikroorganizama. Kao primer mogu da se navedu proizvodi plesni i nekih bakterija (antibiotici) koji ometaju aktivnost ili ubijaju neke druge bakterije. Na primer proizvod metabolizma bakterija mlečne kiseline sprečava rad truležnih bakterija;

Simbiotski odnos predstavlja pojavu da se dve različite vrste mikroorganizama udruže radi uzajamne pomoći. (Kefirna zrnca pred-stavljaju zajednicu bakterija mlečne kiseline i kvasaca; bakterija stvara kiselinu, a kvasac prevodi šećer u alkohol). Ponekad simbiotski odnos postoji između mikroorganizama i biljaka ili životinja sa druge strane (crevna mikroflora preživara razlaže celulozu do glukoze; bakterije azotofiksatori na korenu leguminoza snabdevaju biljku azotom iz atmosfere);

Parazitizam je odnos kada jedan mikroorganizam živi na račun drugog živog mikroorganizma, životinje, čoveka ili biljke. Većina parazita su istovremeno i saprofiti koji održavaju sopstveni život na račun već stvorene organske materije;

X najčešći odnos u prirodi između mikroorganizama je m e t a b i o z a . U ovom slučaju proizvode jedne vrste mikroorganizama koriste predstavnici druge vrste. (Kvasci stvaraju alkohol od šećera; stvoreni alkohol mogu da koriste bakterije sirćetne kiseline; ako nastala sirćetna kiselina dugo stoji, postaje supstrat za plesni. Laktozu u mleku bakterije mlečne kiseline prevode u mlečnu kiselinu koju mogu da koriste plesni; time se smanjuje kiselost, a u takvoj sredini mogu da dođu do izražaja truležne bakterije koje razlažu proteine. U hermetički zatvorenoj ambalaži aerobni oblici potroše kiseonik, čime omogućuju delovanje anaerobnih oblika.).

II Deo – Postupci koji se zasnivaju na produženju životnih funkcija: lakokvarljivih- namirnica

1.1 Mogućnost uticaja na biohemijske promene biljnog tkiva

Najmanje 25% svetske proizvodnje voća i povrća se ne konzumira usled njihovog propadanja. Za duži transport do potrošača kao i za produženje sezone potrošnje u svežem stanju, potrebni su odgovarajući uslovi u pogledu transporta i skladištenja. Primenom odgovarajućih uslova treba da dođe samo do minimalnih nepoželjnih promena — što je preduslov da ove namirnice budu prihvatljive za potrošnju u svežem stanju. Isto tako, samo od ovakvih namirnica moguće je da se proizvedu konzervisani proizvodi visokog kvaliteta.
Dužina mogućeg skladištenja biljnih delova i pod najoptimalnijim uslovima je promenljiva i kreće se od nekoliko dana do nekoliko meseci.

Graf II -1. Intenzitet disanja nekih vrsta voća i povrća u funkciji temperature (°C)

Izostavljeno iz prikaza

1 – malina, 2 -jagoda, 3 – ribizla, 4 – breskva, 5 – trešnja, 6 – grožđe, 7 – mrkva, 8 – jabuha, 9 – paradajz, 10 – crni luk, 11- limun, 12 – krompir

U pogledu moguće dužine skladištenja razlikuju se proizvodi koji sporo žive (sporo dišu) — na primer, krompir i limun koji izdvajaju oko 3 – 4 mg CO2/(kg x h) na 4°C i proizvodi koji brzo žive (brzo dišu), na primer, jagoda, koja izdvaja preko 30 mg CO2/(kg x h) na 4°C.

Intenzitet disanja može i najčešće se izražava u miligramima C02 izdvojenog iz 1 kg u toku 1 sata. Zavisnost intenziteta disanja od temperature izražena je jednačinom:

Izostavljeno iz prikaza

gde su: Zo = intenzitet disanja na 0°C, T = temperatura (°C), h = temperaturni koeficijent disanja (karakteristična veličina za svaku biljnu vrstu):

Izostavljeno iz prikaza

Zbog različite brzine disanja, krompir, luk i drugo korenasto-krtolasto povrće kao i voće sa dužim vegetacionim periodom mogu dosta dugo da se čuvaju čak i u svakodnevnim (običnim) uslovima. Za razliku od ovoga, neko povrće i voće (grašak, jagodasto voće) već posle nekoliko časova od berbe podležu znatnim promenama usled biohemijskih i mikrobioloških procesa.

Ove promene mogu da budu znatne i zavise od: vrste i sorte, stepena zrelosti, načina branja, uslova transporta i skladištenja. Obično je pravilo da biljni delovi čiji je normalni vegetacioni period kraći „žive brzo“; izdvajaju veće količine C02 a mogućnost njihovog čuvanja i u optimalnim uslovima je manja.
Tab. II -1. Količina oslobođenog C02 na 0°C i temperaturni koeficijent disanja nekih vrsta voća i povrća

Vrsta pH Temperaturni koeficijent disanja (b) [mg/(kg Kj) ]
Krompir 3,4 0,0617
Pomorandža 3,6 0,0718
Limun 3,8 0,0736
Jabuka 4,1 0,0932
Mrkva 4,6 0,1319
Grožđe 4,7 0,1277
Banana 7,3 0,0782
Kajsija 8,1 0,1139
Malina 22 0,1305

Ovim se objašnjava činjenica da se, na primer, jabuke (duži vegetacioni period) čuvaju duže od jagoda (kraći vegetacioni period). Isto objašnjenje važi i za slučaj letnjih sorata jabuka u poređenju sa jesenjim sortama.

Nedovoljno zrelo voće se lakše i brže smežura; lakše podleže bolestima. Prezreli biljni delovi mogu da se čuvaju samo kraće vreme. Samo neoštećeni plodovi i biljni delovi mogu normalno da se čuvaju. Oštećeni plodovi brže dišu i lako podležu mikrobiološkoj aktivnosti.

Transport po kiši i suncu ili u velikim gomilama i gajbama, kada se intenziviraju biohemijski procesi uz istovremeno stvaranje uslova za mikrobiološku aktivnost – u direktnoj je vezi sa mehaničkim povredama i dužinom mogućeg čuvanja. Dužina transporta, odnosno vreme koje prođe od berbe do skladištenja, kao i visina temperature u direktnoj su vezi sa vremenom uspešnog čuvanja. Na primer, ako se jabuke posle berbe čuvaju nedelju dana na 21°C, a posle se skladište na 0°C, vreme uspešnog skladištenja se smanjuje za 9 nedelja; jabuke koje su držane 7.dana na 12 stepeni pre unošenja u hladnjaču na G°C čuvale su se 4 nedelje kraće u poređenju sa jabukama koje su skladištene u hladnjači neposredno posle berbe.

U pogledu uslova skladištenja, u prvom redu se misli na visinu temperature pri kojoj se biljni delovi čuvaju. Ako se uzme u obzir dase brzina biohemijskih reakcija povećava za tri i više puta sa povećanjem temperature za 10°C, odnosno da se ta brzina smanji za-2/3 i više sa smanjenjem temperature za 10°C, jasno je da visinom temperature može da se utiče na brzinu ovih reakcija, odnosno na kvalitet i dužinu upotrebne vrednosti namirnice.

Niže temperature usporavaju biohemijske reakcije kao i rast i aktivnost mikroorganizama. Zbog toga biljno tkivo posle berbe treba što pre da se ohladi na nižu temperaturu. Međutim, ukoliko se prekorači određena granica, i niža temperatura može nepovoljno da deluje na biljne plodove. Ovo može da se manifestuje u vidu oštećenja nastalih usled izmrzavanja ćelija i tkiva ili u vidu tzv. fizioloških oštećenja, koje se ogleda u potamnjivanju pokožice ili unutrašnjosti plodova, odnosno promenom ukusa i mirisa. U ovom slučaju je karakteristično da se tamnjenje javlja u sredini voćnih plodova i da se postepeno siri ka površini.

Na osnovu iznetog, može da se zaključi da kontrolisanim uslovima čuvanja može da se utiče kako na kvalitet tako i na dužinu upotrebne vrednosti lakokvarljivih namirnica. Kontrolisani uslovi mogu da uslovljavaju veličinu gubitaka usled biohemijskih i mikrobioloških promena a isto tako utiču i na klijanje, dozrevanje i prezrevanje biljnog tkiva.

Promene do kojih dolazi tokom čuvanja u manjoj meri uslovljene su i drugim faktorima kao što su: starost same biljke, agrotehničke mere i uslovi gajenja kao i krupnoća plodova. Plodovi sa starijeg drveća uspešnije se čuvaju u poređenju sa plodovima sa mlađeg drveta. Navodnjavanje i preterano đubrenje, pogotovu azotnim đubrivima, negativno utiču na čuvanje. Utvrđeno je da je brzina hidrolize saharoze i protopektina manja kod voća koje je raslo na zemljištu na kojem su prethodno gajene leguminoze, odnosno na zemljištu bogatom azotom. Na krupnijem plodu sa iste biljke u većoj meri se manifestu ju nepoželjne promene, odnosno krupniji plod se lošije čuva.

Uticaj na biohemijske reakcije namirnica biljnog porekla u toku čuvanja u hlađenom prostoru na temperaturama iznad 0°C

Čuvanjem svežih namirnica biljnog porekla u hladnjačama njihova upotrebna vrednost se produžava jedno određeno, relativno kratko vreme. U tom periodu namirnica je u živom stanju. Zbog relativno kratkog vremena, čuvanje namirnica u hladnjačama se smatra samo p o m o ć n i m načinom konzervisanja.

Hladnjača je, po pravilu, tamna, dobro izolovana prostorija u kojoj može da se održava snižena temperatura i koja može dobro da se provetrava. Pravilnim izborom temperature tokom čuvanja, moguće je da se sačuva 80-85% vitaminska vrednost, hranljiva vrednost, karakteristične kulinarske osobine kao i organoleptička svojstva voća i povrća.

Uopšteno posmatrano potreba za čuvanjem namirnica u veštačkim uslovima nameće se iz dva razloga i to:

1. Ograničen kapacitet uređaja i postrojenja-za konzervisanje i preradu. sezonski prispelih namirnica primorava radne organizacije da produže sezonu prerade radi boljeg korišćenja opreme i ljudstva. U toj nameri fonniraju.se zalihe, odnosno skladište se i čuvaju sezonski prispele lakokvarljive namirnice u svežem stanju sve do momenta trajne prerade i konzervisanja. S obzirom na to da su plodovi za ovu namenu obrani uglavnom u tehnološkoj zrelosti, sve što se sa ..njima događa posle berbe predstavlja nepoželjne procese (disanje, transpiracija, truljenje, klijanje).
2. Produženje sezone korišćenja u svežem stanju je drugi razlog za čuvanje lakokvarljivih namirnica u veštački stvorenim uslovima. Jasno je da određene sirovine sazrevaju u različito vreme na različitim mestima Zemaljske kugle. U želji da se koristi s v e ž e voće i povrće za ishranu i u vreme kada ga normalno nema u našim uslovima, ili usled određenih klimatskih ili nepovoljnih zemljišnih uslova, u međunarodnoj trgovini često se transportuju ovakve namirnice na dosta velika udaljenja. (SAD uvozi iz Australije, Nemačka i Holandija uvoze sveže jagode, Japan uvozi salatu, banane i paradajz iz Tajvana; većina evropskih zemalja uvozi banane i citrus plodove itd.).

U smislu produženja sezone korišćenja svežeg voća i povrća sigurno da nije svejedno u kojem stadijumu zrelosti su ovi biljni delovi obrani, koliko dugo i pod kakvim uslovima se transportuju i koliko dugo i pri kakvim uslovima su čuvani pre upotrebe.

Neke sorte jesenjeg i zimskog voća (jabuke, kruške) daju plodove koji, iako su zreli kada se oberu, nisu najpogodniji za ishranu. U toku čuvanja ovakvi plodovi prolaze kroz fazu dozrevanja; u tom periodu se gubi jedan deo kiselina i oporosti, dolazi do omekšavanja plodova do formiranja karakterističnih aromatičnih i ukusnih osobina.

U praksi razvijenih zemalja, uobičajeno je naknadno’ dozrevanje (posle berbe a pre upotrebe) plodova nekih vrsta voća i povrća.

Poznato je da se zrenje i starenje biljnih plodova odvija usled uticaja hemijskih jedinjenja, odnosno biljnih hormona koje proizvodi samo biljno tkivo u određenoj fazi starosti. Ovi hormoni u velikoj meri utiču na intenzitet i tok disanja kao i na druge biohemijske reakcije. Na osnovu brojnih eksperimenata utvrđeno je da određenim sredstvima može da se utiče na sazrevanje – bilo da se uspori ili ubrza.

Saznanje o mogućnosti usporavanja ili ubrzavanja procesa sazrevanja -pogotovu kod jabučastog i južnog voća – uslovilo je primenu uslova skladištenja koji garantuju očuvanje dobrog kvaliteta u dužem vremenskom periodu. Iz ovih razloga često se paradajz, banane i limun beru u zelenom stanju (pre bilo koje vrste zrelosti), transportuju se hiljadama kilometara daleko od mesta berbe pod kontrolisanim uslovima, a tek naknadno dozrevaju, odnosno postižu stadijum konzumne zrelosti. U zavisnosti od momenta kada se želi određeno voće ili povrće izneti na tržište, u toku skladištenja mogu da se preduzmu mere koje imaju zadatak da uspore ili ubrzaju zrenje.

Na biohemijske reakcije koje uslovljavaju zrenje može da se utiče:

– hemijskim sredstvima,
– kontrolisanom atmosferom i
– visinom temperature.

Obično je najbolje da se na momenat zrenja kao i na brzinu zrenja utiče kombinacijom više zahvata. Sredstva koja mogu da se koriste kao inhihitori biohemijskih reakcija i zrenja voća su: etilen-oksid (češće može da se koristi kao sredstvo za sprečavanje klijanja i kao dezinfekciono sredstvo), citokinini, giberelinska kiselina i drugi auksini.

Sredstva koja pospešuju disanje i ubrzavaju dozrevanje su: kiseonik, acetilen, etanol, eten (etilen) i abscisinska kiselina (ABA), tj. 3-metil-5-[l-4hidroksi-4-oxo-2,6,6, trimetil-2-cikloheksenil] 2,4-pentadien kiselina.

Utvrđeno je da se u plodovima koji počinju da sazrevaju, obrazuje određena količina acetaldehida, alkohola i etena a samo zrenje se intenzivira. Znači da ova sredstva mogu da se koriste za veštačko dozrevanje. Pošto ima najizrazitije delovanje, u najvećem broju slučajeva za veštačko dozrevanje može da se koristi e t i l e n .

Veruje se da se etilen sintetiše u ćeliji iz metionina, 1-aminociklopropan.l-karboksilne kiseline i/ili abscisinske kiseline i da utiče na povećano bubrenje membrana mitohondrija, usled čega se povećava njena propustljivost. Posledica toga je veća pokretljivost ATP-a iz čega rezultira veća brzina svih biohemijskih reakcija, među kojima se ističe povećana sinteza RNA i proteina i stimulativno delovanje na aktivnost enzima, pogotovu peroksidaza. Etilen utiče i na aktivnost enzima koji su u stanju da regulišu metabolizam fenolnih jedinjenja. Usled većeg prisustva etilena dolazi do sinteze znatne količine fenolnih jedinjenja zbog čega može da dođe do pogoršanja ukusa (postaje gorak); ova jedinjenja mogu da posluže kao supstrat za sintezu lignina, čime se pogoršava struktura tkiva (mrkva u prisustvu etilena postaje gorka a špargla postaje tvrda).

Uslovljenost veće aktivnosti oksido-redukcionih enzima usled prisustva etilena
manifestuje se bržim dozrevanjem biljnih plodova.

U pogledu sinteze i oslobađanja etilena, biljna tkiva (najčešće voćni plodovi) mogu da se podele u dve grupe i to: grupa klimakteričnog tkiva i grupa neklimakteričnog tkiva. (Graf. II – 2).

Graf. II – 2, Stepen zrelosti i brzina disanja

Izostavljeno iz prikaza

A – puna zrelost, a – grupa klimakteričnih plodova, b – grupa neklimalteričnih ploda, c – pojava etilena

Klimakterično voće se karakteriše brzim porastom intenziteta disanja kao i formiranjem etilena u fazi dozrevanja. Količina izdvojenog etilena na 20°C iznosi’ 1400 i više mikrolitara/(kg x h). Na ovu grupu voća eksterni etilen ima uticaja kao stiraulator zrenja. Ubrzane biohemijske reakcije, odnosno vreme bakterijuma u nekog voća je u punoj zrelosti (jabuka, kruška, breskva, kajsija, šljiva) ili nešto kasnije (avokado, banana, mango, paradajz). U vreme klimakterijuma postignut je najbolji kvalitet za jelo (tipična boja miris i ukus). Posle ove faze plodovi su prezreli. Sa porastom intenziteta disanja u klimakterijumu sintetiše se i oslobađa etilen. Etilen može da se konstatuje u fiziološkoj zrelosti (tačka „c“ na Graf. II – 2). Porast respiracionog koeficijenta za vreme perioda klimakterijuma objašnjava se povećanom dekarboksilacijom organskih kiselina. Ako se na primer obrana jabuka, kao predstavnik klimakteričnih plodova, čuva u anaerobnim uslovima -konstatovano je da izostaje sinteza i oslobađanje etilena.

Neklimakterični plodovi nemaju porast intenziteta disanja u vreme sazrevanja i nema intenzivnijeg izdvajanja etilena verovatno usled odsustva ili narušavanja sistema koji generiše etilen iz 1-aminociklopropan-l-karboksilne kiseline. Količina izdvojenog etilena na 20°C iznosi 0,01-1/(kg x h). Sam etilen ne stimuliše dozrevanje ovih plodova. Primer neklimakteričnih plodova su: ananas, jagoda, smokva, višnja, grožđe, citrus voće (limun, pomorandža, grejpfrut), lubenice, špargla, krastavac, mrkva, beli luk, kupus, karfiol.

Da li će. i u kojoj meri etilen da nastaje i koliko će da utiče na dozrevanje zavisi od mnogih činilaca. Njegova efikasnost u najvećoj meri je uslovljena stepenom zrelosti u vreme primene (zeleni klimakterični plodovi dozrevaju u prisustvu etilena dok poluzreli plodovi dozrevaju i bez njegovog prisustva – ako se temperatura nešto poveća). U anaerobnim uslovima izostaje stvaranje etilena kod jabuka. Zelena banana, iako klimakterično voće, neće da sazri u prisustvu etilena ako je relativna vlažnost vazduha 25% umesto uobičajene vlažnosti od 80-85%. Sigurno je da koncentracija etilena ima značajnu ulogu u smislu dozrevanja biljnih plodova.

E t i l e n kao akcelerator zrenja najčešće se koristi pri temperaturi od oko 20°C u vremenu 24 – 48 sati i to u malim koncentracijama. Naprimer, za dozrevanje paradajza koristi se u koncentraciji oko 200 ppm13 tj. 1: 5000, pri temperaturi 20 – 22°C. Ukoliko je temperatura ispod 10°C, hlorofil ostaje dominantni pigment paradajza, odnosno on ostaje zelene boje. Nasuprot tome, u slučaju da je temperatura viša od 30°C, formiraju se samo karotenoidi – ne dolazi do obrazovanja crvene boje paradajza – likopina, tako da paradajz ostaje žute ili svetlooranž boje. Kako različita koncentracija etilena utiče na intenziviranje biohemijskih reakcija (disanja) u slučaju klimakteričnih odnosno neklimakteričnih plodova može da se vidi na Graf. II – 3.

Graf. II – 3. Uticaj etilena na brzinu disanja

Izostavljeno iz prikaza

Zapaziti da ista koncentracija etilena kod neklimakteričnih plodova više ubrzava respiraciju u poređenju sa klimakteričnim plodovima, ali to traje veoma kratko -svega nekoliko sati.

Etilen kao proizvod metabolizma klimakteričnih plodova može da se nakupi u većim koncentracijama – kada normalno dovodi do ubrzanog zrenja. U slučaju kada zrenje ne želi da se ubrza, odnosno radi usporenja sazrevanja, neophodno je da se održava tzv. ULE (Ultra Low Ethylene) atmosfera. Pod tim se podrazumeva održavanje vrlo niske koncentracije etilena što se postiže, uglavnom, njegovom oksidacijom. Najčešće se to izvodi tako što se vazduh iz komore propušta preko filtera sa KMn04 ili se komora zrači UV zracima (254nm). Uticaj KMn04 u pogledu smanjenja koncentracije etilena ogleda se u produženom vremenu mogućeg čuvanja klimakteričnih plodova – kako je to prikazano na Graf. II – 4.

ppm — parts per milion, tj. 1 deo na milion delova. ppm = 0,0001 % (vol.). Za etilen 1 ppm=1,145 mg/m3. U konkretnom slučaju koristi se 1 zapreminski deo etilena na 2000 zapreminskih delova vazduha.

Vreme skladištenja (dalji) – 4. Uticaj pakovanja sa i bez na dužinu skladištenja zelenih banana

Graf. II KMn04

Izostavljeno iz prikaza

U slučaju zračenja UV zracima, nastaje ozon koji oksidiše etilen, a višak ozona u obliku kiseonika se „veže“ za opiljke (prah) gvožđa, oksidišući fero jone u feri oblik. Da bi ovaj mehanizam funkcionisao moraće postoji akcelerator (NaCl) i visoka relativna vlažnost vazduha (oko 90%). Isto tako poznato je rešenje odstranjivanja etilena pomoću drvenog (aktivnog) uglja sa paladijum -hloridom. Nekim od ovih postupaka moguće je da se ‘koncentracija etilena od oko 120 ppm (uobičajeno kod jabuke) svede i održava na nivou oko 5 ppm -čime se u znatnoj meri produži vreme uspešnog skladištenja.

Utvrđeno je da posle postizanja pune zrelosti – bilo spontanim zrenjem ili primenom etilena, plodovi ne mogu dugo da se čuvaju i treba ih brzo utrošiti. Do ove pojave dolazi, verovatno, usled smanjene otpornosti prema mikroorganizmima. Na veštački dozrevanim bananama dolazi lako i brzo-do formiranja tamnih mrlja.

Kiseonik je hemijsko sredstvo koje može da se koristi za ubrzano dozrevanje. Ukoliko želi da se primeni kiseonik za ubrzano dozrevanje, obično se koristi neka baza — Ca(OH)2 ili voda za upijanje CO2 nastalog tokom respiracije — čime se povećava udeo kiseonika u okolnoj atmosferi. Ovo se, praktično, koristi u sklopu kontrolisane atmosfere.

Za abscisinsk u kiselinu je utvrđeno da stimuliše dozrevanje nekog klimakteričnog voća (banana, avokado. paradajz) kao i nekog neklimakteričnog voća (jagodasto voće). Uticaj ovog sredstva na dozrevanje plodova tumači se time što se smatra da je abscisinska kiselina mogući promoter etilena.

U novije vreme za kontrolisano dozrevanje, pogotovu povrća, (naročito paradajza) koriste se s i n t e t i č k a sredstva. To su jedinjenja koja ubrzavaju disanje i druge biohemijske reakcije. U ovu svrhu se najčešće koristi preparat poznat pod komercijalnim nazivom etrel (etefon). Po sastavu to je 2-hloretilfosforasta kiselina. Iz vodenog rastvora ovog preparata oslobađa se etilen. Koristi se u obliku vodenog rastvora koncentracije 0,2 – 3 g/hl vode, kojim se plodovi prskaju ili u koji se plodovi na kratko potapaju. Već posle nekoliko dana vidljive su promene u pogledu bržeg sazrevanja. Ispitivanjima je utvrđeno da je ovo sredstvo potpuno bezbedno sa aspekta čovečjeg zdravlja. Plodovi smeju da se koriste nakon 7 dana od tretiranja.

Derivati fenoksisirćetne kiseline (2,4-dihlorfenoksisirćetna kiselina, trihlorfenoksisirćetna kiselina i parahlorfenoksisirćetna kiselina) takođe mogu da se korište za intenzi viranje biohemijskih procesa.

Potrebno je napomenuti da ova sintetička sredstva ubrzavaju ne samo sazrevanje. već i sve druge faze rašta, tj. utiču na ubrzanje biohemijskih procesa — usled čega se nazivaju i stimulatori rasta. Iz ovih razloga njihova primena može početi već sa početkom cvetanja biljke.

1,1.1.1. Uslovi čuvanja i promene do kojih dolazi tokom skladištenja

Bez obzira iz kojih se razloga lakokvarljive namirnice biljnog porekla čuvaju, ukoliko se i ne primenjuju zahvati za ubrzanje ili usporenje zrenja, u njima se usled biohemijskih reakcija i fizičkih fenomena dešavaju određene promene koje, u krajnjoj liniji5 imaju uticaj kako na kvalitet tako i na kvantitet namirnica.

Treba naglasiti da se kvalitet tokom čuvanja ne može popraviti. U zavisnosti od uslova čuvanja i početnog kvaliteta sirovine, dužina uspešnog čuvanja je različita. Jasno je da se na vreme obrani plodovi mogu održati duže vreme u poređenju sa plodovima obranim pre ili posle optimalnog roka berbe.

Održavanje optimalnih uslova tokom skladištenja jedan je od osnovnih zadataka pomoćnog načina konzervisanja. Optimalni uslovi će doprineti najmanjim promenama što će da rezultira u najboljem kvalitetu kako za potrošnju u svežem stanju tako i za neki drugi vid konzervisanja.

Promene koje se odigravaju tokom skladištenja su sledeće:

— izdvajanje toplote,
— promena sastava mikroatmosfere (veća količina CO2 i manje kiseonika),
— smanjenja količine organske materije usled respiracije i
— izdvajanja vode usled transpiracije.

Temperatura je parametar koji direktno utiče na brzinu i tok biohemijskih reakcija kao i na mikrobiološku aktivnost. U zavisnosti od visine temperature, nabrojane promene manifestovaće se u većoj ili manjoj meri. Iz ovih razloga potrebno je da se temperatura održava na nivou koji uslovljava najmanji intenzitet disanja a da se pri tome ne izazovu oštećenja zamrzavanjem ili u vidu fiziološkog oštećenja.

U većini slučajeva primenjena temperatura se kreče oko 0°C odnosno nešto ispod nule (-0,5°C) do nešto iznad nule (do oko +3°C). lako je ponekad temperatura ispod 0°C, ne dolazi do z a m r z a v a n j a biljnog tkiva. Za to postoje dva razloga i to da se disanjem oslobađa toplota i da je u ćelijskom soku rastvorena suva materija, te je tačka mržnjenja niža od samog rastvarača – vode.

Radi primera navodi se da je tačka zamrzavanja većine povrća od -0,8 do -2,8°C a većine voća od -0,9 do -2,7°C.

Visina temperature pri kojoj dolazi do fizioloških oštećenja zavisi u najvećoj meri od vrste i sorte (kod limuna do ovih oštećenja dolazi ako se čuva na temperaturi nižoj od 8°C a kod banana ako se čuvaju na nižoj temperaturi od 1-2°C). Fiziološka oštećenja se manifestuju u vidu unutrašnjih (ređe i spoljašnjih) tamnjenja. U nekim slučajevima može da dođe do tanmjenja skoro celog ploda ali se spolja ništa ne primećuje, tek posle 3-4 mm ispod pokožice pa sve do centra plod je tamno jarke boje. Pored ovoga, loš ukus i miris može da ukaže da je došlo do fizioloških oštećenja.

Graf. II – 5. Brzina disanja krušaka na različitim temperaturama:

Izostavljeno iz prikaza

Do fizioloških oštećenja može da dođe bilo tokom transporta ili skladištenja u uslovima koji nisu pogodni za održavanje životne aktivnosti, što rezultira u izumiranju jednog dela tkiva. Smatra se da ova oštećenja nastaju. usled stvaranja toksina u ćeliji a njihova brzina nastajanja i razgradnje je različita na pojedinim temperaturama, znači da do ove pojave dolazi kada je brzina razgradnje toksina nedovoljna, te se koncentracija toksina poveća do te mere da narušava normalni metabolizam a može i da izazove smrt ćelije. Visina temperature pri kojoj se ovo dešava određena je genetskim osobinama dotične vrste i sorte. Plodovi koji rastu u suptropskim ili tropskim predelima često doživljavaju „temperaturni šok“ ako se izlože temperaturi ispod 10 °C. Utvrđeno je da u određenim slučajevima do fizioloških oštećenja može da dođe i usled naglog snižavanja temperature (postepenim hlađenjem ćelija se lakše prilagođava i posle toga lakše podnosi nižu temperaturu bez ovih oštećenja).

U slučaju nagle promene temperature mogu da se jave određene anomalije u poređenju sa normalnim metabolizmom. Ovo je posebno karakteristično za tropsko i suptropsko voće. Izgleda da se u ovom slučaju dešavaju određene promene koje dovode do manje propustljivosti ćelijske opne — što utiče na razmenu materije. Oštećenja ove vrste nisu odmah vidljiva. Potrebno je da prođe određeno vreme da bi se uočila. Tako? na primer, ako su banane izložene i vrlo kratko temperaturi ispod +10°C? doći će do tamnjenja kore (ožegotina). Međutim, i visokim temperaturama može da se dovede do određenih nenormalnih osobina (banana ne može da sazri ako se čuva na višoj temperaturi od +30°C, na istoj temperaturi je usporeno sazrevanje paradajza, a takav paradajz sadrži manje askorbinske kiseline).

Prilikom disanja biljnog tkiva, kako je to i ranije navedeno, izdvaja se tzv. toplota disanja. Ako se ova toplota ne odvodi može da dođe do pregrevanja sirovine usled sve intenzivnijeg disanja, odnosno sve veće količine novooslobođene toplote, kao i do lakšeg mikrobiološkog kvarenja. Količina oslobođene toplote respiracije može da se izračuna na osnovu izdvojene količine CO2.

Razumljivo je da se sa promenom temperature menja i količina oslobođene toplote a prema jednačini:

Izostavljeno iz prikaza

gde.su:

q0—količina izdvojene toplote na 0°C,

b = temperaturni koeficijenta disanja (Tab. II – 1).

Sastav atmosfere može da se menja intenzitetom i tipom disanja a isto tako i sastavom atmosfere može da se utiče na brzinu i tip disanja. Pri ovome se ne misli samo na odnos između ugljendioksida i kiseonika već i na njihovu apsolutnu vrednost.

Tab.II – 2. Toplota disanja nekog biljnog ploda na 0°C

Proizvod Topota disanja W/t Proizvod Topota disanja W/t
Krompir 10,0 Pomorandža 10,6
Limun 11,2 Jabuka 12,1
Mrkva 13,5 Grožđe 13,8
Banana 21,3 Kajsija 23,6
Malina 64,2

Uvek kada se govori o čuvanju namirnica u uslovima izmenjenog sastava atmosfere u odnosu na normalnu atmosferu — govori se o čuvanju u modifikovanoj, odnosno kontrolisanoj atmosferi. Na ovakav način čuva se više od polovine svih jabuka i citrus plodova u SAD i Izraelu. Pod m o d i f i k o v a n o m atmosferom u smislu čuvanja lakokvarljivih namirnica podrazumeva se atmosfera koja može da se razlikuje od uobičajene atmosfere po veličini pritiska i po sastavu CO2 i O2 a nastala je kao rezultat životnih procesa biljnog tkiva i eventualne selektivne propustljivosti polimernih folija.

Tab II – 3. Toplota disanja (kJ/t za 24 časa) nekih lakokvarljivih namirnica na različitim temperaturama čuvanja

Vrsta/ Temperatura (°C) 0 5 10 15
Jabuka letnje sorte/jesenje sorte 237-1590 460- 921 1340-27122 1172-1800 3517-5334 17158-2680 4605-7955 2386-5024
Šljiva 1590-1840 3224-5652 5400-10886 7118-16120
Jagcxia 2930-4020 3810-7955 7745-15157 11305-20935
Paradajz 1172-1507 1675-2902 2721-3560 4605-7537
Boranija 4900-6070 9000-10467 14026-17795 22820-35590
Salata 2720-3350 3560-4396 6070-8793 9416-16330
Spanać 5230-7120 11096-17167 18000-27006 36636-42220

Dominantni egzogeni gasovi okolne atmosfere (azot i kiseonik) difuzijom dolaze u ćeliju tkiva u funkciji gradijenta koncentracije. Konačna koncentracija rastvorenog kiseonika u ćeliji zavisi od njegove koncentracije u okolnoj sredini. Endogeni gasovi (CO2 i-etilen) stvaraju se u ćeliji i uslovljavaju povećanu koncentraciju rastvorenog CO2. Zbog razlike u koncentraciji, CO2 teži da prodre iz ćelije do površine ploda, odnosno u okolinu.

U bilo kojem biljnom tkivu skladištenom u konstantnim uslovima nastaće jednog momenta ravnoteža u koncentraciji kako endogenih tako i egzogenih gasova; ravnotežna vrednost zavisiće od brzine prodiranja kiseonika, odnosno ugljen-dioksida. Tako na primer, posle dovoljno dugog vremena pri normalnim uslovima utvrđeno je da u tkivu jabuke ima oko 18% 02 i oko 2% CO2 — što govori da ove koncentracije ‘pomenutih gasova dovode do zasićenja tečne faze u ćeliji jabuke. Ako se promeni sastav atmosfere koji okružuje jabuku — sigurno je da će doći do određene promene u koncentraciji rastvorenog kiseonika i ugljen-dioksida.

Pod kontrolisanom atmosferom (CA) podrazumeva se, u stvari, modifikovana atmosfera u kojoj je smišljeno određen ne bilo koji, već tačno utvrđen sastav atmosfere.

Kontrolisanom atmosferom se utiče na biohemijske reakcije. Pri tome je bitna efektivna koncentracija sastojaka atmosfere u skladišnom prostoru kao i u samoj ćeliji biljnog tkiva. Kontrolisana atmosfera ima sličan efekat kao i niska temperatura (obe usporavaju respiraciju) tako da kontrolisana atmosfera može da posluži kao alternativa za čuvanje plodova koji su osetljivi na niske temperature. Kada se govori o kontrolisanoj atmosferi i njenom uticaju na biohemijske reakcije obično se misli na reakcije koje ne mogu uspešno da se kontrolišu nižim temperaturama. Vrlo često se misli na jabučasto voće koje se bere nedovoljno zrelo a koje treba da dozreva pre nego što se upotrebi za ishranu. Kontrolisanom atmosferom utiče se na manje odrvenjavanje plodova i usporavanje dozrevanja tokom skladištenja.

Utvrđeno je da kontrolisana atmosfera inhibira biohemijske reakcije koje dovode do stvaranja etilena (stimulatora zrenja) čime se produžava vreme skladištenja, odnosno dozrevanja kao rezultat smanjenog intenziteta respiracije odnosno odsustva etilena. U tom smislu je zaključeno da kod klimakteričnih plodova me dolazi do klimakterijuma ako je koncentracija kiseonika u okolini 2 – 3%, odnosno unutrašnja koncentracija kiseonika 1 – 2%. Na osnovu ovih saznanja, u okviru kontrolisane atmosfere promovisan je tzv. ULO (Ultra Low Oxygen) sistem koji se svodi na održavanje i na vrlo mala kolebanja koncentracije kiseonika u granicama oko 1,5% — što je mnogo bitnije za proces respiracije u odnosu na povećanu koncentraciju CO2.

Istovremenim snižavanjem temperature i koncentracije kiseonika ili povećanjem koncentracije CO2 može da se uspori proces disanja, odnosno usporavaju se promene u organskoj materiji. Time se usporava proces sazrevanja a istovremeno se ne dozvoljava da dođe do omekšavanja plodova, stvaranja stranog mirisa, ukusa i boje.

Kontrolisana atmosfera može da se primeni u kombinaciji sa sniženom temperaturom – kada daje maksimalni pozitivni efekat, ili da se primeni na sobnoj temperaturi – kada daje .mnogo slabiji efekat.

Kontrolisana atmosfera je svoju komercijalnu primenu našla 1920. godine u SAD kada se nije razumeo njen uticaj na. produženo vreme skladištenja. U mnogim slučajevima i do danas pojedine reakcije odgovorne za ovaj fenomen nisu poznate u potpunosti.’ Pretpostavlja se da ako je u kontrolisanoj atmosferi prisutno manje od 3% O2 i više od 10% CO2, dolazi do jedne ili više sledećih posledica:

• slabi aktivnost fosfofruktokinaze i piruvatkinaze,
• u reakcijama oksidativne dekarboksilacije piruvata dolazi do smanjenja aktivnosti dehidrogenaza (što utiče. na reakcije ciklusa trikarbonskih kiselina),
• menja se koncentracija međuproizvoda u reakcijama trikarbonskih kiselina,
• zbog malog parcijalnog pritiska kiseonika dolazi do narušavanja aktivnosti dehidrogenaza i prenošenja elektrona tako da se smanjuje aktivnost polifenoloksidaza, askorbinoksidaza, glikoloksidaza a u manjoj meri opada i aktivnost citohromoksidaza.

Ugljendioksid se odlikuje antiseptičkim osobinama; koncentracija preko 20% izaziva smrt ćelije. Ukoliko je zastupljen sa preko 13% dolazi do tamjenja pokožice (fiziološko oštećenje) i zastupljenosti anaerobnih procesa u većoj meri. Iz ovih razloga na uspešnije čuvanje se ne može uticati ukoliko je koncentracija CO2 preko 13%. U određenim uslovima i znatno niža koncentracija CO2 (veća od 5%) dovodi do pojave fizioloških oštećenja. Povećana koncentracija CO2 može da dovede do pogoršanja konzistencije, boje, ukusa i mirisa; razlozi za ovo u većini slučajeva nisu poznati. Iz napred navedenih razloga primenjivana koncentracija CO2 u kontrolisanoj atmosferi ne prelazi 8-10%.

Tab. II – 4. Uticaj CO2 na čoveka

Koncentracija ugljendioksida (vol%) Simptomi Vreme pojave simptoma odnosno vreme moguće tolerancije
2 lakše otežano disanje neograničeno
4 omamljenost – slično pijanom stanju 30 – 60 minuta
10 jako otežano disanje 2 minuta
15 nesvestica odmah
20 Smrt odmah

Uticaj smanjene koncentracije kiseonika na respiraciju zavisi od anatomskih, morfoloških, fizioloških i biohemijskih karakteristika namirnica. Sastav namirnica i njihove karakteristike su dosta različite, tako da je razumljivo da i efekat smanjenja koncentracije kiseonika dosta varira. U pogledu količine kiseonika, .utvrđeno je da u slučaju prekoračenja određene granice (najčešće ispod 2%) dolazi do anaerobnog disanja, do usporavanja metabolizma i smrti ćelije. Do smrti- ne dolazi momentalno; izvesno vreme se odvija intramolekularno (anaerobno) disanje — kada ćelija potreban kiseonik uzima iz šećera, (on se razlaže), a proizvodi ovog tipa disanja uslovljavaju prestanak životnih funkcija ćelije. Istovremeno dolazi do izmene ukusa i pojava fizioloških oštećenja ili ožegotina. Ukus je najčešće izmenjen usled nastajanja i nagomilavanja etanola, acetaldehida i ćilibarne kiseline. Ovi proizvodi nastaju kao rezultat poremećenog metabolizma, jer je? na primer, utvrđeno da prestaje aktivnost dehidrogenaze ćilibarne kiseline ako se prekorači koncentracija od 10% CO2. Ovakva oštećenja u uslovima kontrolisane atmosfere mogu da se izbegnu nešto višom temperaturom od uobičajene, tj. temperaturom skladišta 3-4°C. Brzina respiracije se znatno smanjuje tek ako je u intercelularnom prostoru manje od 1% kiseonika, a često tek ako je ova vrednost samo 0,1%. Ovako niska koncentracija kiseonika ne sme da se dozvoli jer je to koncentracija bliska anaerobnoj sredini. Iz ovih razloga može da se pretpostavi da princip delovanja kontrolisane atmosfere nije u smanjivanju brzine metabolizma već da se njom potiskuje aktivnost nekih oksidišućih enzima (polifenoloksidaza, citohromoksidaza tip b, askorbinoksidaza), čija se aktivnost prekida ako je koncentracija kiseonika manja od 2% u okolnoj sredini.

Za čuvanje u uslovima kontrolisane atmosfere potrebno je da je komora hladiijače ne propustljiva za gasove.

U slučaju da je pritisak atmosfere u komori identičan pritisku spoljašnje atmosfere, sastav kontrolisane ili modifikovane atmosfere može da se razlikuje od uobičajenog sastava po:

— povećanoj količini CO2 i smanjenoj količini 02 ili
— smanjenoj količini CO2 i O2.

Za čuvanje lakokvarljivih namirnica biljnog porekla na temperaturi oko 0°C u praksi se najčešće koristi kontrolisana atmosfera sledećeg sastava:
— 5%CO25 3%O9, 92%N9,
— 2%CO2, 3% O2, -95% N2,
— 0%CO2, 2%O2, 98%N2.

Ako je temperatura čuvanja 3 – 4°C, uglavnom se koristi sledeći sastav atmosfere:

— 8%CO2, 11%O2, 81%N2,
— 7% CO2, 13% O2, 80% N2.

Na osnovii preporuka ISO organizacije uslovi čuvanja nekih sorata jabuka u kontrolisanoj atmosferi dati su u Tab. II – 5.

Tab. II – 5, Uslovi čuvanja nekih sorata jabuka

Sorta Temperatura °C Sastav atmosfere (%) Vreme čuvanja (meseci) CO2 O2 N2
Zlatni delišes 0 10 11 79 7-8  
Starking 0 5 3 92 6  
Jonatan 3-4 6-9 12-15 79 7  
1. Mekintoš 3,5 5 3 92 6-7  
2. Mekintoš 3,5 7 14 79 5-6  

Ističe se da se sastav kontrolisane atmosfere menja u zavisnosti od temperature čuvanja. Ukoliko je pravilno komponovana atmosfera, moguće je uspešno skladištenje i na temperaturama koje su znatno iznad uobičajenih i koje se kreću oko 12°C.

Uspostavljanje željenog odnosa i apsolutne vrednosti između CO2 i O2 i njegovo održavanje je dosta veliki problem. Usled disanja, vremenom se narušava prvobitni sastav kontrolisane atmosfere; povećava se količina CO2 i smanjuje količina O2 što može nepovoljno da se odrazi na dalji tok biohemijskih reakcija. Iz tih razloga se količina CO2 održava na potrebnom nivou primenom aktivnog uglja, CaO ili smeše K2C03 i dietanolamina. Ova sredstva se obično nalaze u uređajima nazvanim skruber.

Koncentracija kiseonika najčešće se reguliše prahom od gvožđa, u prisustvu hlorida metala (NaCl, KCl, Mg Cl2, CaCl2). Isto tako, aii retko i manje efikasno za to mogu da se upotrebe jedinjenja sa hidroksilnim grupama (etilenglikol, glicerin, glukoza, skrob).

Uopšteno posmatrano, primena kontrolisane atmosfere je višestruko korisna. Pravilnim izborom sastava atmosfere i temperature skladištenja, upotrebna vrednost pojedinih sorata jabuka može da se produži od oko 3 na oko 7 meseci. Čuvanjem mrkve u kontrolisanoj atmosferi sa 2 – 3% CO2 i manje od 5% 02 ona ne postaje gorka – što je inače uobičajena pojava.

Radi potpunog informisanja treba napomenuti da kontrolisana atmosfera nije pogodna za svaku biljnu vrstu i sortu i da postoji različita tolerancija prema odnosu CO2 i O2 u atmosferi skladišta od pojedinih vrsta i sorata. Ovi zahtevi mogu da budu različiti i u zavisnosti od stepena zrelosti pojedinih biljnih plodova. Najzahvalnije je primeniti kontrolisanu atmosferu za klimakterične biljne plodove.

Umesto kontrolisane atmosfere, poznato je da se slični rezultati mogu postići ako se naprimer kruška, banana ili paradajz izlažu atmosferi 20 – 30% CO2 jednom mesečno u trajanju 24 časa.

Prilikom skladištenja u kontrolisanoj atmosferi posebnu pažnju treba posvetiti prebiranju plodova pre uskladištenja, a skladištiti samo mehanički neoštećene i zdrave plodove. Razlog za ovo je što tokom čuvanja praktično nema mogućnosti za odvajanje natrulih i propalih plodova.

U slučaju čuvanja u normalnim atmosferskim uslovima ali kada su plodovi upakovani u polietilejsku foliju, takođe se u samom pakovanju obrazuje modifikovana (ali ne i; kontrolisana) atmosfera. U pakovanju ovako čuvanih plodova nakupi se oko 4 – 6% CO2 a količina 02 se smanji na oko 5-8%. S obzirom na to da je polietilen propustljiv za etilen i aromatična jedinjenja a da je slabo propustljiv za vodenu paai, ovakvim načinom pakovanja može da se usporava dozrevanje i smanjuju se gubici usled transpiracije. Prema sovjetskim podacima, čuvanjem jabuka na 0°C upakovanih u polietilensku foliju. u toku 5 meseci došlo je do gubitaka od samo.0,6 – 0,75% prema gubicima od 2,5 – 4,3% u slučaju ovako neupakovanih jabuka.

Pakovanjem u pogodnu ambalažu, sem modifikovane, može da se stvori praktično i kontrolisana atmosfera. Radi se o pakovanju ‘uglavnom u polimernu ambalažu nepropustljivu za gasove u koju se ugradi „prozorče“ od plastične mase koja je selektivno propustljiva za gasove (najčešće se radio kopolimerima etilena i vinilacetata). Površina ove membrane se određuje na osnovu brzine disanja, temperature i same propustljivosti membrane, tako da u unutrašnjosti nastane kontrolisana atmosfera. Pakovanjem celih paleta sa spanaćem i čuvanjem na 0 – 4°C omogućeno je da se spanać očuva više od 42 dana.

Kada je reč o modifikovanoj atmosferi uopšte, ne treba gubiti iz vida da ona sem usporavanja biohemijskih reakcija samog biljnog tkiva, selektivno utiče na mikroorganizme i usporava aktivnost aerobnih oblika, čime se takođe u znatnoj meri utiče na produženje upotrebne vrednosti lakokvarljivih namirnica. Iz ovoga proističe moguća upotreba kontrolisane atmosfere i za namirnice u kojima se ne odvija respiracija ( Tab. II – 6).

Tab. II – 6. Neki primeri čuvanja namirnica u kontrolisanim uslovima

Namirnica Temper.°C Koncentracija gasova (vol %) O2 CO2 N2
Sveže meso 0-2 70 20 10  
Salamureno i dim. 1-3 0 50 50  
Živina 0-2 60 – 80 20-40 0  
Riba (masna) 0-2 0 60 40  
Riba (posna) 0-2 30 40 30  
Sveže kobasice 0-2 40 60 0  
Sir 1-3 0 60 40  
Jabuke 0-4 2 1 97 1
Paradajz 5-10 4 4 92  
Pekarski proizvodi 20-25 1 60 40  
Snek proizvodi 20 – 25 0 20-30 70-80  

Poslednjih nekoliko godina izvode se eksperimenti sa subatmosferskim pritiskom pri čemu sastav atmosfere može da bude uobičajen ili modifikovan a pritisak ovakve atmosfere je niži od pritiska normalne atmosfere. Ako se normalni pritisak smanji na jednu desetinu, ovo dovodi do ekvivalentnog smanjenja O2, tj. sada je njegova koncentracija oko 2%. Normalno je da će to da dovede do smanjenja koncentracije kiseonika u samom biljnom tkivu. Ovakva atmosfera usporava sazrevanje i starenje plodova uz istovremeno usporavanje razvoja plesni. Jabuke. u hipobaričnim uslovima čuvanja (66 mbar) u toku 11 meseci nisu „proizvodite“ etilen, niti su stigle do klimakterijuma.

Rezultati čuvanja u uslovima sniženog atmosferskog pritiska pokazuju da je vreme upotrebne vrednosti produženo u poređenju sa uobičajenim načinom čuvanja u hlađenom prostoru (Tab. II – 7). Međutim, koliko je poznato, usled tehničkih poteškoća, ovaj način čuvanja za sada se ne koristi u praksi.

Vlažnost vazduha (relativna vlažnost) uslovljava količinu isparene vode? odnosno gubitak. u masi (kalo). S obzirom na.to da lakokvarljive namirnice sadrže velike količine vode, u toku skladištenja dolazi delimično do njenog isparavanja. Ova pojava je poznata pod imenom transpiracija.

Tab. II – 7. Dužina čuvanja nekih lakokvarijivih namirnica pri različitim atmosferskim pritiscima

Vrsta Vreme čuvanja (dani) u hladnjači uz pritisak normalni subatmosferski / normaini / subatmosferski Vreme čuvanja (dani) u hladnjači uz pritisak normalni normalni subatmosferski / normaini / subatmosferski
Jabuka 60 – 90 300 Kruška 45-60 300
Jagoda 5-7 21-28 Krastavac 10- 14 41

Intenzitet isparavanja vode, tj. transpiracije zavisi od:

— vrste i sorte (luk isparava malo; usled velike površine lista, spanać transpiriše znatno intenzivnije);
— stepena zrelosti (obično je sa povećanim stepenom zrelosti manji intenzitet transpiracije);
— temperature (na različitim temperaturama je’ različit napon vodene pare; pri istim drugim uslovima, transpiracija je oko 100 puta veća na +40 stepeni u poređenju sa temperaturom od -20 stepeni);
— relativne vlažnosti vazduha (Menja se sa promenom temperature). Za smanjenje transpiracije preporučuje se visoka relativna vlažnost okolnog vazduha. U najvećem broju slučajeva najbolje je da relativna vlažnost iznosi 90%. Treba napomenuti da je teško održavati veću relativnu vlagu od 90% bez kondenzacije vode na zidovima hladnjače ili isparivačima. Iz ovih razloga uglavnom lisnato povrće (salata, spanać, kelj, peršun), tj. povrće.sa velikom površinom, obično se pakuje u polietilensku foliju;
— strujanja vazduha (iako intenzivnije strujanje pospešuje transpiraciju, ono mora da se obezbedi radi ravnomernog rasporeda gasova, toplote i dr.).

Gubici u masi (kalo) do kojeg dolazi tokom skladištenja nastaju uglavnom usled transpiracije (oko? 80%), dok se ostatak (oko 20%) odnosi na gubitke nastale usled respiracije; Ovi gubici mogu da se izračunaju primenom sledećih formula:

Izostavljeno iz prikaza

KT = gubici usled transpiracije (kg),
PSM = početna suva materija (%),
Mk = krajnja masa (kg)

KR:

K = KT + KR;

gde su:

K = razlika u masi (kalo) (kg),
KR = gubici usled respiracije (kg),
Mp = početna masa (kg),
KSM = siva materija u vreme izračunavanja gubitaka (krajnja)

lako u manjoj meri, relativna vlažnost ima određenog uticaja na visinu gubitaka respiracijom. Kako se iz Graf. II – 6 vidi. oslobođena toplota disanjem i gubitak organske materije je manji u slučaju veće relativne vlažnosti. Paralelno sa gubicima u masi, transpiracija uslovljava i uvenuće plodova. Do uvenuća, (smežuranja) obično dolazi kada plodovi izgube preko 5% od svoje mase. Smatra se da do uvenuća dolazi usled gubitka turgora u ćeliji. U ćeliji postoji unutrašnji pritisak veličine 0,5 – 1 MPa (5 – 10 bar) zbog pritiska rastvorene organske materije na polupropustljivu membranu ćelije. Osim eventualno prisutnih vakuola, cela ćelija je ispunjena protoplazmom. Usled transpiracije, smanjuje se volumen protoplazme, što se manifestuje uvenućem. Uvenula tkiva imaju manju otpornost prema mikrobiološkoj aktivnosti – što u krajnjem slučaju vodi povećanim ukupnim gubicima.

Graf. II – 6 Oslobođena topota respiracije limuna u zavisnosti od uslova skladištenja (RV = relativna vlažnost vazduha) i atmosfere

Smatra se da se ćelija transpiracijom štiti od pregrevanja, odnosno da ćelija deo oslobođene toplote respiracijom troši na isparavanje vode. Iz ovoga može da se zaključi da se transpiracija povećava sa porastom respiracije, odnosno da je povećana transpiracija rezuItat povećane respiracije. Radi smanjenja transpiracije, pored snižavanja temperature, neophodno je da relativna vlažnost bude oko 90% -čime se praktično izjednačava napon vodene pare u sirovini . i okolnoj usled čega je sama transpiracija svedena na najmanju meru.

Sl. II -1. Shematski prikaz turgora

Izostavljeno iz prikaza

ćelija — normalna ćelija – bez znakova uvenuća, b = ćelija u kojoj je usled transpiracije došlo do smanjivanja zapremine protoplazme usled čega je došlo do gubitka turgora u šrafiranom delu ćelije, što ima za posledicu uvenuće.

Pri istoj apsolutnoj količini vlage u vazduhu, sa promenom temperature menja se njegova relativna vlažnost. Poznato je da se sa snižavanjem temperature, relativna vlažnost vazduha povećava sve do tačke rose. Pri relativnoj vlažnosti oko 90% već i mala kolebanja temperature (oko 0,5 °C) dovode do kondenzacije vode na zidovima, odnosno na delovima rashladne instalacije (isparivač).

Za sprečavanje prevelikih gubitaka transpiracijom moguće je plodove na kratko potapati u parafin ili ih prskati vodenom emulzijom kopolimera etilena i vinilacetata.

Provetravanje i ventilacija imaju za cilj da ravnomerno raspodele CO2 i izdvojenu toplotu disanja, kao i da se vazduh ohladi na rashladnim telima, kako bi bio u stanju da hladi plodove. Ventilacijom se utiče i na sastav atmosfere, pri čemu se istovremeno odstranjuju etilen, suvišna vlaga i razni mirisi.

Tokom skladištenja, pored respiracije i transpiracije, dešavaju se i druge biohemijske promene što se ogleda u gubljenju vitamina, hidrolizi protopektina (omekšavanje), smanjenju količine fenolnih jedinjenja, hidrolizi proteina, gubljenju- hlorofda i dr.

Tab. II – 8. Uslovi i vreme čuvanja nekih vrsta svežeg voća i povrća

Vrsta sveže namirnice Temperatura Relativna vlažnosi vazduha (%) Orijentaciono vreme skladistenja
Jabuka 0,5-2 85-90 4 – 8 meseci
Kruška 1 88 – 92 1,5 -6meseci
Šijiva 0,5 90 2-3 sedmice
Malina 1-0 90 10 dana
Kajsija 85-90 2-3 sedmice
Grožđe 1-3 85 2 – 3 meseca
Krastavac 1-2 85 – 90 1-3 sedmice
Tikvice 0-4 90 5 – 15 dana
Spanać. 1- 0 95 2 – 4 sedmice
Paprika 0-1 85-90 3 – 4 sedmice
Paradajz 1-2 90 1 – 3 sedmice

1.1.2. Čuvanje biljnih delova n običnim uslovima

U nedostatku hladnjača kao i u eventualnim ratnim uslovima, određeno povrće i voće (uglavnom sporog disanja) može da se čuva određeno vreme u podrumima, trapovima, pećinama, u snegu ili na neki drugi način. Takve namirnice tradicionalno, se najčešće čuvaju u’ trapovima koji mogu da budu nadzemni ili podzemni. Cilj čuvanja u trapovima je uglavnom da se pruži zaštita od izmrzavanja.

Podzemni trapovi su dugački. uski i plitki kanali napravljeni u zemlji, koji se pune povrćem do blizu vrha ili do samog vrha. Preko tako napunjenog trapa stavlja se izolacioni materijal i zemlja sa ciljem da se povrće zaštiti od izmrzavanja.

Sl. II – 2. Nadzemni trap (a) i podzemni trap (b) Ventilacija a b

Izostavljeno iz prikaza

Nadzemni trapovi su duge i uske gomile povrća poslaganog u obliku kupe na samoj zemlji ili plitko ukopane u zemlji a pokrivene uglavnom slamom.

Sl. II-3, Poprečni presek podzemne prostorije za čuvanje voća i povrća

Izostavljeno iz prikaza

U obe ove vrste trapova radi pravilnog disanja i održavanja potrebne temperature, obično se postavljaju prirodni ventilatori za izmenu gasova i toplote. Glavni nedostaci čuvanja u trapovima su;

– nemogućnost kontrole tokom čuvanja i
– nemogućnost regulisanja tem-perature i vlažnosti.

Drugi način čuvanja bez veštačkog hlađenja je čuvanje u podzemnim prostorima (pećine), ili u prostorijama koje se najčešće ukopavaju u brda. Te prostorije su specijalno namenjene za smišljeno čuvanje povrća i voća. Posle hladnjača ovakvi prostori u najvećoj meri ispunjavaju uslove za uspešno čuvanje. Dobra strana ovakvog načina čuvanja je što svakog momenta može da se ima uvid u stanje čuvanog materijala odnosno što može da se interveniše prebiranjem i izbacivanjem neuslovnih plodova.

1.2. Mogućnost uticaja na namirnice životinjskog porekla

Kod mesa, kao jedne od značajne namirnice životinjskog porekla, normalne životne funkcije prekinute su samim klanjem. Sada dolazi do odvijanja autolitičkih promena u ćeliji čija je brzina uslovljena visinom tempera-ture. Do zrenja mesa dolazi u toku 10-14 dana ako se čuva na 1- 2°C; za 4 – 5 dana ako se čuva na 10 – 15°C ili za 1 – 2 dana ako se čuva na 18 -20°C Vreme sazrevanja mesa istovremeno je i orijentaciono vreme čuvanja mesa na dotičnoj temperaturi.

Za sazrevanje goveđeg mesa postoji formula:

Uticaj temperature i vremena na zrenje mesa;

1. minimalna vrednost,
2. srednja vrednost,
3. maksimalna vrednost

Graf. II – 8 Uticaj temperature

log T = 0,0515 (2395 -1),

gde su:

T=dužina sazrevanja mesa u danima, i = temperatura ambijenta u °C.

Posle sazrevanja mesa dolazi do daljih autolitičkih, ali sada već nepoželjnih promena. To znači da meso praktično ne može dalje da se čuva a da pri tome ne dođe do daljeg opadanja kvaliteta. Iz ovog razloga se nezamrznuto meso u hladnjačama čuva kraće vreme u poređenju sa namirnicama biljnog porekla, Primenjena relativna vlažnost vazduha treba da bude u korelaciji sa temperaturom i to:

Izostavljeno iz prikaza

Ako je relativna vlažnost iznad 90%? na površini mesa se obično javlja plesan. Iako se ne primenjuje, modifikovana atmosfera može da se primeni i u slučaju čuvanja mesa ali prevashodno sa aspekta inhibiranja aerobne mikrobiološke aktivnosti. S obzirom na to da.-se ovde radi o mrtvim ćelijama tkiva, koncentracija C02 nije limitirana zbog fizioloških oštećenja, tako da se za čuvanje mesa može primeniti koncentracija C02 od 20-40 %, a koncentracija kiseonika bi bila oko 5 pa čak do 70 %.

Paralelno sa sazrevanjem mesa, u toku skladištenja dešavaju se i promene u boji mesa i to uglavnom usled autooksidacije mioglobina. U uslovima čuvanja mesa u prisustvu kiseonika boja mesa se intenzivira (nastaje oksimioglobin) a kasnije ova boja prelazi u crvenu boju sa tamnijom nijansom (metmioglobin).

Crveni pigment mesa – mioglobin – sadrži 4 pirolova prstena sa atomom gvožđa u sredini. Kakva će boja mesa da bude zavisi od:

• koncentracije mioglobina,
• stepena vezanog kiseonika za mioglobin,
• naelektrisanja atoma gvožđa u hemu mioglobina.
• mioglobin (purpurno crven)
• ksimioglobina (sivo crven)
• mioglobin (mrko crven do braon)
• Oksidacioni proizvodi razgradnje porfirina (braoa, zelena, žuta siva boja)

Sl. II – 4.Shematski prikaz oksidacije pigmenta mesa

Izostavljeno iz prikaza

1. Redukovani oblik mioglobina koji je u stanju da se jedini sa kiseonikom odlikuje se tamnocrvenom bojom; oksidisan mioglobin sa dvovalentnim atomom gvožđa ima sjajno svetlocrvenu boju; oksidisan mioglobin sa trovalentnim gvožđem,. koji više nije u stanju da se oksidiše, poseduje mrkosmeđu boju. Površinska boja mesa uglavnom je rezultat prisustva oksimioglobina i metmioglobina. Metmiogiobin može da se redukuje do oksimioglobina, odnosno mioglobina, na primer, askorbinskom kiselinom ili nekim drugim antioksidacionim sredstvom,

2. Postupci kojima se uništavaju mikroorganizmi (abiotičke metode konzervisanja).

Abiotičke metode konzervisanja, po ranijem shvatanju, trebalo je da namirnicu učine sterilnom. To znači da u tako konzervisanoj namirnici ne budu prisutne bilo koje forme života, uključujući i spore kao najizdržljivije oblike latentnog života. Ovo shvatanje danas je napušteno zamenjeno je idejom o verovatnoći da su svi mikroorganizmi uništeni. Ovakvim shvatanjem se ne isključuje mogućnost da je posle abiotičkih zahvata konzervisanja ostala u života i sposobna za reprodukciju makar jedna ćelija.

Mikroorganizmi mogu da se unište na više načina. U smislu korišćenja abiotičkih metoda konzervisanja postoje sledeće mogućnosti:

1) zagrevanje: direktnim plamenom, suvim vrućim vazduhom i zasićenom vodenom parom;
2) zračenje: gama-zračenje, zračenje česticama (joni, elektroni) i UV zračenje;
3) tretiranje gasovima: formaldehid, etilenoksid, ostali gasovi;
4) primena specijalnih postupaka: primena konzervanasa i antibiotika, oligodinamija.

2.1. Primena povišene temperature

Veruje se da smrtonosna; temperatura dovodi do denaturacije proteina odnosno do istezanja i izravnavanja polipeptidnih lanaca. Pored ostalog time se gubi kataliticko delovanje aktivnih centara enzima.

Porastom temperature preko određene – maksimalne vrednosti pogodne za razmnožavanje mikroorganizama, dolazi do uništenja mikroorganizama. Prema tome, to je smrtonosna temperatura za određenu vrstu mikroorganizama. Jasno je da će smrtnost biti veća ako je temperatura viša. Obično se smrtonosno delovanje neke povišene konstantne temperature određuje na osnovu broja uginulih ćelija u nekom konstantnom vremenu, najčešće u toku 10 minuta, i to u tačno definisanim spoljašnjim uslovima delovanja temperature. Da li će neka temperatura imati i u kojoj meri smrtonosni (letalni) efekat zavisi od:

• visine temperature,
• dužine njenog delovanja,
• vrste mikroorganizama,
• stadijuma razvoja (prema temperaturi su otporniji mikroorganizmi čije su ćelije u lag-fazi, tj. pre eksponencijalne faze razmnožavanja),
• koncentracije mikroorganizama,
• sastava okolnog medijuma (količina vode, šećera, masti, konzervansa ) i
• pH vrednosti.

Kada se konzervisanje lakokvarljivih namirnica zasniva na uništavanju mikroorganizama, poznavanje delovanja povišene temperature na njihovo odumiranje pri termičkoj obradi namirnica čini osnovu konzervisanja.

Za uništavanje mikroorganizama, u smislu konzervisanja namirnica, retko kada se primenjuje isključivo povišena temperatura. Ona u tom smislu predstavlja najvažniji faktor, ali njen učinak je uslovljen kombinacijom drugih faktora – čije je poznavanje veoma važno.

Temperatura deluje na mikroorganizme tako sto ih uništava ili što izaziva određene strukturalne promene u ćeliji, usled čega se gubi moć reprodukcije što je za praksu najvažnije. Tačan mehanizam delovanja temperature na smrtnost mikroorganizama još uvek nije u potpunosti utvrđen. Najveći broj naučnika se slaže u mišljenju da temperatura nepovratno oštećuje enzimski sistem ćelije, reprodukcioni materijal (nukleinske kiseline) a verovatno da istovremeno dolazi i do oštećenja ćelijske opne.

Vegetativni oblici bakterija, kvasci i plesni izloženi temperaturi od 100°C brzo se uništavaju tako da ne bi trebalo da predstavljaju problem pri termičkom konzervisanju namirnice na ovoj temperaturi. Čak i znatno niže temperature (60 – 65°C) u trajanju 10 – 15 minuta uništavaju većinu mezofilnih vegetativnih bakterija, kvasaca i plesni. Iako se lako uništavaju, relativno su termorezistentnije vegetativne ćelije nekih bakterija iz roda Micrococcus, Streptococcus i Lactobacillus.

Za uništavanje spora kvasaca i spora većine plesni dovoljna je temperatura 65 – 75°C u toku 10 minuta. Jedino su izuzetak spore plesni roda Byssochlamys (B. fulva i B. nivea) za čije je uništenje potrebno 30 minuta na temperaturi od 85°C/10 minuta na 87°C, ili 5 minuta na 95°C.

Treba istaći da svi mikroorganizmi jedne populacije iste vrste, u istim spoljašnjim uslovima nisu podjednako otporni prema povišenoj temperaturi. U slučaju velikog broja mikroorganizama, usled različitog genetskog potencijala i nejednakih faza razmnožavanja, postoji verovatnoća da će se naći jedinke koje će preživeti uobičajeno delovanje letalne temperature.

Ranije je rečeno da je smrtonosni učinak povišene temperature uslovljen i brojem ćelija u određenoj zapremini. Sa porastom broja mikroorganizama veća je verovatnoća da će određeni broj ćelija preživeti, kako zbog veće verovatnoće prisustva povećanog broja otpornijih jedinki, tako i zbog formiranja „grozdastih tvorevina“ u takvoj sredini. Naime, pri većim koncentracijama ćelija .mikroorganizama, smatra se da su ćelije grupisane u neku vrstu grozdova; letalna temperatura u uobičajenom vremenu uništava spoljašnje jedinke. Kroz „guste slojeve“ grozdova letalnoj temperaturi je potrebno duže vremena da bi prodrla do centra. i izazvala promene koje će sprečiti reprodukciju. To je jedan od razloga zašto u slučaju .nejednakog broja prisutnih mikroorganizama, pod istim uslovima – ista temperatura i vreme – pri većem broju mikroorganizama ima manji smrtonosni efekat.

S p o r e bakterija u poređenju se vegetativnim oblicima su- veoma ‘otporne prema zagrevanju tako da je za njihovo uništenje potrebno primeniti visoke temperature, odnosno produžiti vreme delovanja. To znači da se obrazovanjem spora povećava termička otpornost bakterija. Mnoge teorije daju različita tumačenja ove pojave ali izgleda da je ceo mehanizam u vezi sa koncentracijom u unutrašnjosti ćelije, tj. sa gubljenjem vode. lako je utvrđena približno ista količina vode u sporama i vegetativnim ćelijama, smatra se da je spora suvlja zbog toga što je veći deo vode u vezanom obliku – čime je otežana koagulacija proteina, odnosno postignuta je termorezistentnost. Ima mnogo dokaza da su spore otpornije prema povišenim temperaturama ako se zagrevaju u suvoj sredini. Na primer izdvojene i osušene spore koje nisu suspendovane u tečnoj sredini ne uništavaju se zagrevanjem na temperaturi 160 – 180°C iii posle 2 sata; na osnovu ovoga može da se zaključi da se termorezistentnost spora povećava sa smanjenjem količine vode u okolnoj sredini. Dalje, smatra se da je termorezistentnost u direktnoj vezi sa gradom ćelijske opne. Veruje se da je građa opne specifična i da je spora izuzetno otporna na povišene temperature sve dok je opna spore nepovređena’ i određenog sastava. U pogledu sastava opne utvrđeno je da je bitan sadržaj magnezijuma i kalcijuma; što je više kalcijuma a manje magnezijuma -termorezistentnost se povećava.

Postoji i mišljenje da je termorezistentnost rezultat prisustva kalcijumove soli dipikolinske kiseline, koje je nađeno i do 15% u suvoj supstanci spore. Prilikom klijanja spore ovo jedinjenje se gubi tako da ga nema u vegetativnim ćelijama; tiine je izgubljenai tennprezistentnost. .

Pojava da se termorezistentnost menja u funkciji vlažnosti okolne sredine važi ne samo za spore već za sve mikroorganizme. S obzirom na različitu količinu vode u vegetativnoj .ćeliji mikroorganizma i spori, razume se da je uticaj koncentracije vode u okolnoj sredini manje. izražen prema vegetativnim ćelijama bakterija, kvascima i plesnima nego prema bakterijskim sporama. U literaturi se sreću podaci da se vegetativne ćelije bakterija brže uništavaju upravo u suvljoj sredini. Za ovu pojavu se daje -tumačenje da je verovatno povećana brzina oksido redukcionih procesa na povišenim temperaturama, Najčešća jedinjenja koja uslovljavaju’ da sredina bude vlažnija ili suvlja su: voda. lipidi, proteina i veća koncentracija saharida i soli.

U praksi pri konzervisanju namirnica povišenom temperaturom, susrećemo se sa primenom vlažnog zagrevanja jer su mikroorganizmi suspendovanju vodenoj sredini. „Suvim“ zagrevanjem uništavaju se mikroorganizmi jedino na površini ambalaže ako se ova zagreva vrućim, vazduhom ili zasićenom vodenom parom i to samo u slučaju aseptičkog pakovanja. U ovom slučaju se povećava termorezistentnost, što je verovatno uslovljeno određenom dehidracijom ćelija.

2.1.1. Činioci koji utiču na brzinu uništavanja mikroorganizama

Prilikom konzervisanja namirnica. u-.praksi je značajno da se odredi potrebno vreme delovanja određene temperature za uništavanje- mikroorganizama. Njihovim uništenjem i sprečavanjem naknadne infekcije osigurana je trajna održivost namirnica..

Dužina letalnog vremena je uslovljena:

— visinom temperature,
— vrstom mikroorganizama,
— hemijskim sastavom namirnice,
— brojem mikroorganizama,
— fazom razvoja u kojoj se mikroorganizmi nalaze.

Sigurno je da su svi ovi elementi veoma značajni. Međutim, sa čisto praktičnog stanovišta ‘određenim zahvatima može znatnije da se utiče na dužinu letalnog vremena. Na primer: na faze razvoja mikroorganizama ne možemo da utičemo; hemijski sastav možemo samo delimično da menjamo; menjajući hemijski sastav, posredno utičemo na vrstu mikroorganizama, što znači da ovom merom, praktično, samo u manjoj meri utičemo na dužinu letalnog vremena. Na brzinu odumiranja u najvećoj meri, odnosno na dužinu letalnog vremena, možemo da utičemo visinom temperature i brojem mikroorganizama.

Kako je ranije istaknuto, uništavanje vegetativnih formi bakterija, kvasaca i plesni ne predstavlja problem. Za uništavanje ovih mikroorganizama dovoljno.

Za uništavanje spora kvasaca i spora većine plesni dovoljna je temperatura 65 – 75°C u4oku 10-minuta.- Jedino su izuzetak spore plesni roda Byssochlamys (B. fulva i B. nivea) za čije je uništenje potrebno 30 minuta na temperaturi od 85°C/10 iriihuta na 87°C, ili.5 minuta na 95°C.

Treba istaći da svi mikroorganizmi jedne populacije iste vrste, u istim spoljašnjim uslovima nisu podjednako otporni prema povišenoj temperaturi. U slučaju velikog broja mikroorganizama, usled različitog genetskog potencijala i nejednakih faza razmnožavanja, postoji verovatnoća da će se naći jedinke koje će preživeti uobičajeno delovanje letalne temperature.

Ranije je rečeno da je smrtonosni učinak povišene temperature uslovljen i brojem ćelija u određenoj zapremini. Sa porastom broja mikroorganizama veća je verovatnoća da će određeni broj ćelija preživeti, kako zbog veće verovatnoće prisustva povećanog broja otpornijih jedinki, tako i zbog formiranja „grozdastih tvorevina“ u takvoj sredini. Naime, pri većim koncentracijama ćelija .mikroorganizama, smatra se da su ćelije grupisane u neku vrstu grozdova; letalna temperatura u uobičajenom vremenu uništava spoljašnje jedinke. Kroz „guste slojeve“ grozdova letalnoj temperaturi je potrebno duže vremena da bi prodrla do centra i izazvala promene koje će sprečiti reprodukciju. To je jedan od razloga zašto u slučaju nejednakog broja prisutnih mikroorganizama, pod istim uslovima – ista temperatura i vreme – pri većem broju mikroorganizama ima manji smrtonosni efekat.

Spore bakterija u poređenju se vegetativnim oblicima se veoma otporne prema zagrevanju tako da je za njihovo uništenje potrebno primeniti visoke temperature, odnosno produžiti vreme delovanja. To znači da se obrazovanjem spora povećava termička otpornost bakterija. Mnoge teorije daju različita tumačenja ove pojave ali izgleda da je ceo mehanizam. u vezi sa koncentracijom u unutrašnjosti ćelije, tj. sa gubljenjem vode. lako je utvrđena približno ista količina vode u sporama i vegetativnim ćelijama, smatra se da je spora suvlja zbog toga što je veći deo vode u vezanom obliku – čime je otežana koagulacija proteina, odnosno postignuta je termorezistentnost. Ima mnogo dokaza da su spore otpornije prema povišenim temperaturama ako se zagrevaju u suvoj sredini. Na primer izdvojene i osušene spore koje nisu suspendovane u tečnoj sredini ne uništavaju se zagrevanjem na temperaturi 160 – 180°C ni posle 2 sata; na osnovu ovoga može da se zaključi da se termorezistentnost spora povećava sa smanjenjem količine vode u okolnoj sredini. Dalje, smatra se da je termorezistentnost u direktnoj vezi sa gradom ćelijske opne. Veruje se da je građa opne specifična i da je spora izuzetno otporna na povišene temperature’ sve dok je opna spore nepovređena i određenog sastava. U pogledu sastava opne utvrđeno je da je bitan sadržaj magnezijuma i kalcijuma; što je više kalcijuma a manje magnezijuma termorezistentnost se povećava.

Postoji i mišljenje da je termorezistentnost rezultat prisustva kalcijumove soli dipikolinske kiseline, koje je nađeno i do 15% u suvoj supstanci spore. Prilikom je primeniti određeno vreme temperaturu do 100°C Bakterijske spore se odlikuju povećanom termorezistentnošću. Iz ovih razloga one se na pomenutim temperaturama praktično ne mogu uništiti bez promene hemijskog sastava supstrata.

S obzirom na to da Cl. botulinum proizvodi veoma opasan toksin, sigurno je da je njegovo prisustvo u konzervisanoj hrani apsolutno nedopustivo. lako primenom odgovarajućih higijenskih mera Cl. botulinum nije masovno prisutan u namirnicama (ako je prisutan to je samo na namirnicama čiji je pH 4-5 ili veći), s obzirom na njegovu patogenost, praktično sva istraživanja u vezi sa letalnim vremenom dobijena su ispitivanjem povišene temperature na sporama Cl. botulinuma. Radi istine treba reći da ni sve spore Cl. botulinum – a nisu podjednako termorezistentne; tako naprimer Cl. botulinum tip A i proteolitički tipovi B i F stvaraju temiorezistentne spore dok tip E i neproteoiotički tipovi B i F formiraju termolabilne spore.

Ako se mikroorganizmi ili spore zagrevaju na nekoj smrtonosnoj temperaturi, posle nekog vremena oni će biti uništeni. Šta se dešava između početnog i krajnjeg vremena zagrevanja? Prekidajući delovanje letalne temperature pre nego što su svi mikroorganizmi uništeni, može da se zaključi da se broj mikroorganizama smanjuje. Sto duže deluje letalna temperatura, sve više se smanjuje broj mikroorganizama sposobnih za reprodukciju. Iz ovih razloga ne može da govori o letalnom učinku bilo koje letalne temperature a da se zanemari dužina njenog delovanja.

Ako se primeni neka draga ali letalna temperatura, jasno je da će i ona uništiti mikroorganizme. Očigledno je da je za isti efekat potrebno primeniti višu temperaturu kraće vreme, odnosno neku nižu (ali još uvek letalnu) temperaturu neko duže vreme. Ovo znači da visina temperature i vreme delovanja stoje međusobno u obrnutoj srazmeri.

Za oduniiranje spora CL botulinuma postoji ova zavisnost:

Temperatura °C 100 105 110 115 120 125
Minuti delovanja 316 100 32 10 3,2 1

Iz ove zakonitosti može da se zaključi da za isti efekat, relativno male promene letalne temperature uslovljavaju znatno veću promenu potrebnog vremena, tj. promena temperature za nekoliko stepeni uslovljava promenu letalnog vremena za nekoliko puta. Očigledno je da linearna (aritmetička) promena visine temperature utiče na promenu letalnog vremena geometrijskom progresijom.

Konstruisanje prave u polulogaritamskoj podeli omogućava da se zakonitost između dužine delovanja i visine letalne temperature izrazi jednostavnim analitičkim izrazom. Odnos između letalne temperature (T) i vremena potrebnog za uništavanje mikroorganizama (i) može da se prikaže letalnom pravom u polulogaritamskom sistemu a matematički da se predstavi izrazom:

Izostavljeno iz prikaza

(k i q su konstante čije su vrednosti određene vrstom mikroorganizama i sastavoin sredine prilikom zagrevanja).

Graf. II – 9 Zavisnost letalnog vremena za Cl. botulinum na pH 6,4 od visine temperature, prikazana u linearnom (a) i polulogaritamskom sistemu (b)

Izostavljeno iz prikaza

2.1.2. Delovanje konstantne letalne temperature na preživljavanje mikroorganizama

Šta se dešava sa mikroorganizmima ili bakterijskim sporama ako su izloženi jednoj konstantnoj letalnoj temperaturi? Bez obzira na ostale okolnosti, mikroorgamzmi neće biti uništeni momentalno. Potrebno je određeno vreme delovanja letalne temperature da bi došlo do uništenja mikroorganizama. To vreme zavisi kako od visine temperature tako i od vrste mikroorganizama i njihovog broja. Ako se ograničimo na jednu temperaturu i jednu vrstu mikroorganizama sledi da je vreme uništavanja mikroorganizama funkcija njihovog broja. Kad se ne radi o izuzetno velikom broju mikroorganizama: kad ne može da se objasni formiranjem „grozdovan? ova pojava nije logična ali je potvrđena brojnim eksperimentima. Utvrđeno je da posle određenog vremena delovanja letalne temperature ostane neuništen određen broj mikroorganizama — koji je direktno srazmeran početnom broju mikroorganizama. Ovo znači da postoji određena brzini uništavanja svake letalne temperature koja je u funkciji dužine njenog delovanja.

Kakva veza postoji između brzine odumiranja mikroorganizama i dužine delovanja letalne temperature? Konstatovano je da je odumiranje mikroorganizama u logaritamskoj zavisnosti od vremena delovanja temperature. To znači da ako se delovanje konstantne letalne temperature produži za 10 minuta broj uginulih mikroorganizama će se povećati 10 puta, odnosno preživeće samo 1/10 (10%) a uništiće se 9/10 (90%) ćeiija. Iz ovoga sledi da svaka vremenska jedinica delovanja letalne temperature ima jednak procentualni uticaj na preživljavanje, odnosno odumiranje mikroorganizama.

Kriva (prava) koja se formira nanošenjem logaritma broja preživelih ćelija u zavisnosti od vremena delovanja konstantne temperature naziva se kriva termičkog odumiranja, kriva smrti, kriva preživljavanja ili T(ermal) D(estruction) T(ime).

Možemo da pretpostavimo sledeću situaciju:

Broj ćelija/ml 1000000 100000 10000 1000 100 10 1
Minuti delovanja letalne konstantne temperature 0 10 20 30 40 50 60

Ako se vrednosti broja mikroorganizama nanesu na logaritamsku skalu (ili logaritam broja mikroorganizma na linearnu skalu) a vreme delovanja temperature izrazi linearno, dobiće se Graf. II – 9. Ima dokaza da na početku I kraju zagrevanja kriva preživljavanja ne sledi logaritamski tok (Graf. II – 11) što se objašnjava grupisanjem ćelija (u slučaju velikog broja) ili različitom količinom toplote potrebne za uništenje pojedinih ćelija (u slučaju malog broja ćelija).

Na Graf. II – 10 su prikazane dve početne koncentracije mikroorganizama i to 106/ml i 102/ml. Radi se o istoj vrsti mikroorganizama. Jasno se vidi koliki je uticaj početnog broja mikroorganizama na njihovo odumiranje, odnosno na postizanje određenog broja mikro-organizama po mililitru. Ako se želi postići, na primer, koncentracija od 10 ćelija po mililitru, u oba slučaja potrebno je datu konstantnu temperaturu održavati 50 minuta (A), odnosno samo 10 minuta (B). Razumljivo je da je za neku drugu vrstu mikroorganizma nagib prave drugačiji, odnosno da od vrste mikroorganizama zavisi vreme delovanja konstantne temperature za željenu redukciju broja mikroorganizama.

Graf. II – 10o Hipotetička kriva smrti na konstantnoj temperaturi (D = 10 minuta)

Izostavljeno iz prikaza

Da bi se ova zavisnost mogla izraziti brojčano, uveden je simbol „D“ koji predstavlja recipročnu vrednost nagiba krive, odnosno tangensa ugla a. Simbol „D“ predstavlja vreme decimalne redukcije (uobičajen stari naziv), odnosno vreme decimalnog preživljavanja broja mikroorganizama, tj. potrebno vreme da se broj p r e ž i v e 1 i h mikroorganizama svede na jednu desetinu početnog broja. Drugim rečima, to je vreme potrebno za uništavanje 90 % početnog broja mikroorganizama ili, kako je na grafikonu prikazano, za smanjenje broja mikroorganizama za jednu logaritamsku jedinicu. Treba naglasiti da vrednost „D“ predstavlja samo v e r o v a t n u vrednost kada bi trebalo da dođe do smanjenja broja mikroorganizama od „N“ do 0,1 MN“.

Ovo znači da primenom, na primer, 3D najverovatnije dolazi do smanjenja broja mikroorganizama 3 puta po 90% tj. od „N“ je ostalo 0,001 „N“ ćelija. Ova verovatnoća je uvedena iz dva razloga i to:

– na pravoj smrti (Graf. II – 11) se razlikuju 3 faze; u ‘prvoj fazi može da se zapazi odupiranje mikroorganizama odumiranju – što se manifestuje prilagođavanjem povišenoj temperaturi. Ova faza je beskrajno kratka ili je na višim temperaturama čak i nema. Druga faza je klasična logantamska zavisnost a u trećoj fazi može da se zapazi da kriva počinje da dobija horizontalni trend, odnosno da „D“ vrednosti počinju značajno da rastu,
– na vrednost D u praktičnim uslovima utiču različiti činioci kao što su: faza razvoja, aktivnost vode, pH vrednost, prisustvo lipida ….. ., što znači dase u
zavisnosti od okolnog medijuma menja i „D“ vrednost i da ona strogo posmatrano ne predstavlja konstantnu vrednost.

Vreme decimalnog preživljavanja se odnosi na tačno određenu konstantnu temperaturu. Da bi se znalo o kojoj se temperaturi radi, ona se označava u vidu indeksa; na primer 1°C = 2 min. označava da je potrebno dva minuta temperaturi od 100°C, te da se najverovatnije, tada broj preživelih mikroorganizama smanji za 90%. Vreme decimalne redukcije je konstantna vrednost za konstantnu temperaturu i tačno definisane uslove zagrevanja.

Graf. II -11. Kriva preživljavanja mikroorganizama

Izostavljeno iz prikaza

Izučavanjem brzine odumiranja mikroorganizama utvrđeno je da postoji određena zakonitost izumiranja i da kinetika uništavanja mikroorganizama može da se posmatra kao monomolekulska reakcija, odnosno kao reakcija prvog reda a matematički da se predstavi izrazom

Izostavljeno iz prikaza

No – broj mikroorganizama u početnom (nultom) vremenu,
N – broj ćelija posle vremena %
k – konstanta brzine izumiranja mikroorganizama (min /l),
k2- – brzina promena broja ćelija u jedinici vremena

Znak minus označava smanjenje broja ćelija u jedinici vremena, što znači da će broj mikroorganizama u svakoj jedinici vremena biti manji u poređenju sa nekim početnim brojem.

Recipročna vrednost vrednost decimalnog preživljavanja predstavlja tangens ugla nagiba krive preživljavanja (Graf. II – 10) i označava smrtonosni učinak delovanja konstantne letalne temperature u trajanju od 1 minuta, koja se često naziva i brzina smrti. Brzina smrti, skoro po pravilu, obeležava se simbolom „L“ a nalazi svoju primenu pri izračunavanju sterilizacionih vrednosti, o čemu će biti reči kasnije.

Iz jednačine (9) koja može da se napiše u obliku:

log N

vidi se da je

Izostavljeno iz prikaza

tim veća promena logaritma broja mikroorganizama što je duže delovanje temperature a manja vrednost vremena decimalnog preživljavanja.

Vreme decimalne redukcije (decimalnog preživljavanja) često se koristi kao pokazatelj termičke otpornosti određene vrste mikroorganizama na nekoj letalnoj temperaturi. Dogovorom se došlo do zaključka da se kao referentna (etalonska) temperatura za spore bakterija uzima temperatura od 121,1°C (250°F). Za neke druge mikroorganizme (asporogene bakterije, kvasce i plesni) dogovorena je neka druga temperatura, pri čemu nije postignut takav stepen saglasnosti kao u slučaju spora.

Veličina „D“ na osnovu jednačina (9) ili (10) može korisno da posluži za određivanje potrebnog vremena za postizanje određene redukcije broja mikroorganizama ili za određivanje stepena redukcije njihovog broja posle nekog vremena delovanja konstantne temperature. Ovde se napominje da teorijski posmatrano, na osnovu jednačina nije moguće uništiti sve mikroorganizme jer logaritam od nule ne postoji. Teorijski posmatrano, posle bilo kojeg termičkog tretmana ostaje određen broj preživelih mikroorganizama. Isto tako treba napomenuti da ovakva razmatranja važe u slučaju beskonačnog broja mikroorganizama i da u praktičnom životu, gde se radi ipak o jednom ograničenom (iako velikom) broju mikroorganizama, moguće je (često je to i obavezno) postići potpuno uništavanje mikroorganizama i postići sterilnost namirnice u pravom smislu reči.

Primer: Termički se konzerviše jedna količina. neke namirnice upakovane i određene .ambalažne jedinice. U kojoj količini namirnice nalazi se 106 spora. Kakav će ;biti efekat delovanja letalne temperature na kojoj je D = 3 min, dužina delovanja temperature je 30 minuta?

Izostavljeno iz prikaza

tj. N = 10-4 odnosno 0,0001. Ovo znači da posle ovog zahvata ostane u život 0,0001 spora — što praktično nije moguće da se dogodi. Ovakav tretman bi doveo do rezultata da bi ostala jedna spora živa ako bi se raspolagalo sa 10000 puta većom količinom namirnice istog stepena zagađenja, ili ako bi se broj spora povećao za 104, odnosno kada bi ukupan broj spora iznosio 1010.

Ako se redukcija broja mikroorganizama odvija na osnovu zakonitosti i podataka iznetih u primeru i ako se redukcija broja mikroorganizama matematički izvodi i posle 1 spore po jedinici pakovanja (što je imperativ!) to znači da više neće da se nalazi 1 spora po 1 pakovanju, već će se verovatno naći 1 spora u 10, 100, 1000 … jedinica. U pomenutom primeru prosečno bi se našla 1 spora sposobna za reprodukciju na svakih 10000 pakovanja, Iz ovih razloga se ponekad u praksi dešava da se primenjeni režim sterilizacije koji je godinama davao dobre rezultate, u određenim slučajevima (znatno povećanje inicijalnog broja mikroorganizama) pokaže kao nedovoljan.

Na osnovu ovih razmatranja može da se zaključi da se toplotom ne mogu uništiti svi mikroorganizmi i da se, praktično, može govoriti samo određenom stepenu redukcije broja mikroorganizama. O letalnom vremenu isto tako može da se govori u smislu postizanja određenog stepena sterilnosti, tj. svođenja početnog broja mikroorganizama do nekog određenog niskog nivoa, kada neće doći do znatnih materijalnih šteta usled kvarenja toplotom konzervisanih namirnica.

2.1.3. Dejstvo promenljive letalne temperature na preživljavanje mikroorganizama

U laboratorijskim uslovima moguće je održavati relativno lako bilo koju konstantnu temperaturu. To je znatno teže. postići u praksi a praktično je nemoguće postići pri klasičnim zahvatima sterilizacije i pasterizacije zbog postepenog prodiranja toplote u unutrašnjost pakovanja jer se visina temperature menja u funkciji vremena.

Ranije je istaknuto da se vreme decimalne redukcije strogo odnosi na određenu konstantnu temperaturu. Šta da radimo ako primenimo neku letalnu temperaturu za koju znamo D vrednost? Da li postoji neka veza iznieđu dužine zagrevanja i potrebnog vremena za postizanje određenog stepena redukcije mikroorganizama? Očigledno je da je dužim zagrevanjem na nižoj temperaturi moguće postići isti efekat kao i višom temperaturom, a kraćim vremenom tretiranja.

Utvrđujući učinak letalnih temperatura i upoređujući ih sa potrebnim vremenom za uništenje istog broja mikro-organizama može da se konstruiše dijagram u koji se na apscisu (linearna podela) nanosi visina temperature, a na ordinatu (logaritamska podela) letalno vreme ili, još bolje, logaritamska vrednost letalnog vremena, tj. loga-ritmi „D“ vrednosti. Spajanjem dobijenih tačaka formira se prava nazvana termička kriva smrti, kriva termičke rezistentnosti ili kriva toplotne rezistentnosti (Graf. II – 1’2). Na grafiku je vidljiva promena logaritma letalnog vremena sa promenom visine temperature. U ovim razmatranjima je uvedena konstanta zna se koja karakteriše tehničku krivu smrti.

Graf. II -12 Kriva termičke rezistentnosti Cl. botulinuma u fosfatnom puferu pH 6 vrednosti T’DM, koja pokazuje vreme potrebno za desetostruku promenu broja mikroorganizama na konstantnoj temperaturi, na vrednost pokazuje za koliko je stepeni (°C ili °F) potrebno promeniti temperaturu da bi se vrednost na promenila za 10 puta, odnosno da bi se log „D“ promenio za jedinicu.

Slično nekim autorima „z“ predstavlja temperaturnu razliku koja uslovljava desetostruku promenu latelnog vremena (kada su uništene sve ćelije u određenom uzorku), što nije potpuno tačno. Prema savremenom gledištu konstantu „z“ treba shvatiti ne kao broj stepeni za koje je potrebno povećati temperaturu da bi se letalno vreme smanjilo 10 puta, već kao promenu temperature koja će usloviti promenu vremena u kojem se uništava 90% ćelija mikroorganizama (date D vrednost) za inputa.

Može se reći da vrednost „z“ predstavlja relativnu otpornost određene vrste mikroorganizama prema letalnim temperaturama. Što je brojčano vrednost „z“ manja, to je ta vrsta mikroorganizama manje otporna (lakše se uništava) prema letalnim temperaturama. Napominje se da su u literaturi „z“ vrednosti izražene u °C ili °F — o čemu treba da se vodi računa, da se ne smatra da je vrsta mikroorganizama sa z = 15°F otpornija prema letalnim temperaturama od na primer vrste koja se karakteriše sa z = 10 °C.

Na osnovu dosadašnjih razmatranja očigledno je da između konstanti „D“ i „z“ mikroorganizama. Ti činioci su: vrsta mikroorganizama, visina temperature i postoji određena veza. Obe su karakteristične za određenu vrstu mikroorganizama, sastav sredine i određenu (etalonsku) temperaturu. Obično se smatra da jc „z“ vrednost konstanta bez obzira na visinu primenjene temperature. Ima dokaza da ako se „D“ i „z“ odrede na etalonskoj temperaturi od 121°C da-će se „z“ vrednost promeniti (povećati) ukoliko se temperatura od 12I°C promeni na 125°C. Ove promene su znatno manje u poređenju sa promenama do kojih bi došlo u „D“ vrednostima pri istoj promeni temperatura.

2.1.4. Činioci koji utiču na termičku otpornost mikroorganizama

Do sada smo zaključili da ukoliko su vrednosti „D“ i „z“ manje, da je i termička otpornost takvih mikroorganizama slabija, odnosno da se lakše uništavaju — što je i cilj sterilizacije i pasterizacije.

Na ovom mestu izložiće se giavni elementi koji imaju uticaja na ove konstante, odnosno od kojih zavisi brzina izumiranja hemijski sastav supstrata.

2.1.4.1. Vrsta mikroorganizama

Svaka vrsta mikroorganizama se karakteriše određenim „D“ vremenom; između vremena decimalne redukcije i potpunog uništavanja postoji određena veza. Kako je ranije rečeno, letalno vreme za većinu vegetativnih ćelija bakterija (bilo asporogenih ili sporogenih), plesni i kvasaca iznosi nekoliko minuta na temperaturama 60 – 80°C. U ovoj grupi najotpornija je E. coli (15 min. na 80°C) i plesni roda Byssochlamys (10 min. na 87°C). Za uništavanje spora B. subtilisa potrebno je oko 120 minuta na temperaturi od 100°C; spore CL botulinuma se uništavaju posle 150 – 300 minuta (zavisno od tipa) na 100°C a spore nekih termofila mogu da izdrže neprekidno zagrevanje na 100°C u toku 24 sata. Iz iznetih primera vidi se da je za uništenje spora potrebno da temperatura od 100°C deluje neuobičajeno dugo; iz ovih razloga se spore uništavaju primenom više temperature od temperature ključanja vode na uobičajenom atmosferskom pritisku.

Tab. II – 9. Karakteristične vrednosti za neke vrste mikroorganizama

Vrsta mikroorganizma Medijum Temp (°C) D (min) Z (°C)
Ešckerichia coli voda u kojoj su kuvanekosti 56 4,5 4,9
Pseudomonas flourescens voda u kojoj su kuvane kosti 60 3,2 7,5
Staphylococcus aureus čorba od graška 60 10,4 4,6
Lactobacillus plantarum sok od paradajza 70 11 12,5
Clostridium butyricum pufer pH 7 85 23 10
Byssochlamys fulva pićeodgrožđa 93 5 7,8
Bacillus cereus pufer pH 7 100 8 10,5
Bacillus polymyxa puferpH7 100 18 okolO
Bacillus coagulans pufer pH 4 99 9,5 oko 10
Bacillus subtilis pufer pH6,8 121 0,57 9,8

lako za praksu nije značajno, napominje se da i doba starosti u određenoj meri utiče na termo rezistentnost, tako, ‘na primer, spore Cl. botuiinuma su otpornije ako potiču od starijih ćelija.

Uslovi i medijum u kojima su bakterije… „živele“ takođe imaju uticaja na termorezistentnost spora (spore koje su se razvile na svežem’ mesu su oko 3 puta osetljivije u poređenju sa sporama razvijenim na termički obrađenim proizvodima od mesa; spore formirane pri većim temperaturama pokazuju povećanu termorezistentnost; spore izolovane iz prirode (zemlje) pokazuju veću termičku otpornost u odnosu na spore odgajene u laboratorijskim uslovima).

U Tab, II – K) su navedene konstante „D“ i „z“ za najčešće grupe mikroorganizama koji izazivaju kvarenje namirnica konzervisanih toplotom.

2.1,4,1,1. Visina temperature. .Visina. temperature direktno utiče kako na letalno vreme tako i na vreme decimalne redukcije. Na osnovu Graf. II – 12. vidi se da određena razlika u temperaturi (T2 – TL) izaziva desetostruku pramenu D vrednosti (ili log D – log D2 = 1) i da je ta temperaturna razlika „z“ vrednost. Isto tako vidi se da „z“ u stvari predstavlja kotangens nagiba krive termičke rezistentnosti.

Tab. II -10. Konstante „D“ i „z“ za neke grupe mikroorganizama i namirnice

Izostavljeno iz prikaza

Pošto D ima dimenziju vremena, može se zameniti sa uobičajenu simbolom za vreme (x). Kako je već rečeno, dogovoreno je da se koristi neka referentna (Tr) odnosno etalonska (Te) temperatura i upoređuje učinak neke druge temperature (Tj) sa referentnom temperaturom tako da je

Izostavljeno iz prikaza

Gde su: Tr + Tt i z = temperatura u °C ili °F

Poslednja jednačina daje vezu između dužine trajanja referentne temperature i potrebnog delovanja neke druge temperature pod uslovom da se u oba slučaja postižu jednaki letalni efekti.

Primer: Pretpostavimo da je letalno vreme 3 mirnuta na 121 °C (Tr), z = 10 °C.

Koliko je vremena potrebno za ekvivalentan smrtonosni učinak ako je

Izostavljeno iz prikaza

Na osnovu date zavisnosti može da se zaključi da sterilizacija može da se odvija na različitim temperaturama pri čemu se menja vreme zagrevanja.

Može dase zaključi da ukoliko želimo da smanjimo broj mikroorganizama na primer za 104 biće potrebno da se primeni bilo koja letalna temperatura, naravno u različitom trajanju, pri čemu se broj mikroorganizama smanjuje za 4 D (99,99%). Ukoliko je početni broj mikroorganizama bio manji, posle ove redukcije ostaće manji broj za život sposobnih mikroorganizama.

2.1.1.2. Hemijski sastav sredine

Hemijski. sastav supstrata u kojem se mikroorganizmi uništavaju toplotom u velikoj meri utiče na njihovu termorezistentnost, odnosno na vrednost vremena decimalne redukcije. Iz ovog sledi da se ne može govoriti o letalnom vremenu ili vremenu decimalne redukcije, a bez navođenja o kojem medijumu se radi. Utvrđeno je da. na termorezistentnost bakterija i drugih mikroorganizama utiču: pH vrednost, koncentracija NaCl koncentracija šećera i drugih ugljenih hidrata, koncentracija masti (lipida), prisustvo i količina sredstava koja se dodaju pri konzervisanju nekih namirnica (naročito, NaNO2 pri salamurenju mesa) i sadržaj vode. (Aw vrednost). Neki od ovih elemenata biće razmotreni u nastavku izlaganja.

Uticaj aktuelne kiselosti (pH) je najznačajniji na termorezistentnost kako spora tako i vegetativnih ćelija. Uopšteno može da se kaže da je najveća termorezistentnost na onoj pH vrednosti koja je optimalna za aktivnost dotične vrste mikroorganizama. Za većinu sporogenih bakterija maksimalna termorezistentnost je u neutralnoj sredini. Uticaj pH vrednosti je znatno veći na nižim temperaturama (do 100 °C) nego na višim temperaturama (oko 121 °C). Uticaj pH vrednosti bila vreme decimalne redukcije, na primer za spore Bac. stearothermophilus je izražen preko zakonitosti: DI2i °C = l,7pH – 7,5.

Uopšteno posmatrano promenom pH (bilo u kiselu ili alkalnu sredinu) menja se vreme decimalne redukcije prema zakonu:

Izostavljeno iz prikaza

Primer: D12 °C = 3 minuta na pH 7.

Koja će vrednost vremena decimalne redukcije da bude na pH 5 ili 9

Izostavljeno iz prikaza

Znači, promenom pH vrednosti u navedenom primera treba očekivati da se vreme decimalne redukcije smanji za oko 10 puta.

Koliki je značaj pH vrednosti za letalno delovanje određenog termičkog zahvata može da se vidi iz Graf IH3, Graf. 11-20 i Graf. 11-21.

Po pravilu, kvasci su najotporniji na-pH 3,8 – 4,0. Askospore Bys. fulva su najotpornije na pH oko 5. Što se tiče asporogenih bakterija, maksimum termootpornosti je na istoj pH vrednosti na kojoj su najviše otporne prema alkoholu, kao dezinfekcionom sredstvu.

Povećana koncentracija vodonikovih jona po pravilu dovodi do smanjenja temiorezistentnosti. Treba istaći da promena kiselosti ne deluje na mikroorganizme samo direktno već i posredno preko promene disocijacije raznih jedinjenja kao i preko promene oksidoredukcionog potencijala — što sve utiče na preživljavanje, odnosno odvijanje životnih funkcija.

Kad je reč o kiselinama treba istaći da pri istoj koncentraciji vodonikovih jona nije svejedno o kojim anjonima je reč. Na primer u smislu smanjenja otpornosti prema povišenim temperaturama askospora Bysfulva utvrđeno je da je na istoj pH vrednosti najefikasnija flimama kiselina (flimarna > miečna > sirćetna).

Efikasnost kiselina na istom pH prema Baacoagulans je sledeća: sirćetna mlečna > limunska. Ovo saznanje se često koristi na primer pri termičkoj sterilizaciji nekog povrća (čiji je prirodni pH nešto manji od 7). U ovom slučaju se dodaje kiselina (proizvodnja tzv. marinada), kako zbog postizanja prihvatljivog ukusa tako i radi promene letalnog vremena, odnosno mogućnosti da se nižim temperaturama (ispod 100 °C) postigne isti efekat za koji bi bilo neophodno da se primeni znatno viša temperatura u neutralnoj sredini.

Graf II-13. Uticaj dužine zagrevanja i visine temperature na smrtnost kvasaca (a) i Clostridium botulinum-a (b) u funkciji pH vrednosti

Izostavljeno iz prikaza

Na osnovu svega iznetog ističe se da u praksi promena pH vrednosti sa 6,5 na 4,5 doprinosi smanjenju vremena sterilizacije na istoj temperaturi za 5 -10 puta.

Uticaj kuhinjske soli nije uvek jednak na sve mikroorganizme. Termorezistentnost se povećava u slučaju manjeg prisustva soli (do 3%) dok se u slučaju veće koncentracije od 8% termorezistentnost smanjuje..- Ovakav uticaj različite koncentracije soli može da se tumači time što u malim koncentracijam soli dolazi do izvlačenja vode iz ćelije, čime je otežana koagulacija proteina. U slučaju veće koncentracije soli verovatno dolazi do delimičnog isoljavanja proteina. Delovanje veče koncentracije hlornog jona ima takođe uticaja na lakše uništavanje mikroorganizama. Osetijivost prema koncentraciji soli je u direktnoj vezi sa primenjenom temperaturom (ako je temperatura 70 – 80 °C, a prisutno je 2,5 – 3,5% NaCL spore su samo neznatno osetljivije nego bez soli; međutim ako je na istoj temperaturi prisutno 4,5 – 5,5% NaCl, spore su osetljivije). Ovo znači da kombinacijom soli (3 – 6%) i temperature mogu da se unište spore Cl. botulinuma nižom temperaturom. U soku od paradajza koncentracija soli 1-8% proporcionalno smanjuje vreme izumiranja Bac. coagulansa.

Koncentracije soli. Antibiotiti koji nisu biljnog porekla isto tako smanjuju termičku otpornost i mikroorganizama. Od velikog broja antibiotika, subtilin i nizin su pokazali dobre rezultate u kombinaciji sa blagom termičkom obradom (do 100°C) slabo kiselih namirnica, čime su uništene truležne bakterije PA 3679. Kod spora ovog tipa bakterija i spora CL botulinuma koncentracija oko 15 mg/kg subtilina ili nizina smanjuju termorezistentnost za oko 50%..U slučaju termofilnih bakterija i njihovih spora ipak je potrebna velika doz4 antibiotika i visoka temperatura da bi se sprečilo razvijanje. Na osnovu dosta radova može se zaključiti da antibiotici u stvari ne menjaju termorezistentnost spora niti sprečavaju klijanje spora. Smatra se da antibiotici deluju inhibitorno u periodu posle klijanja, odnosno da sprečavaju razmnožavanje bakterija. Kao i u daigim slučajevima, inhibirajuće dejstvo antibiotika zavisi od količine. Pošto se on razgrađuje na povišenoj temperaturi, deo nerazgrađenog antibiotika deluje i posle delovanja temperature, tj. u toku skladištenja.

Fitoncidi su u stvari antibiotici biljnog porekla. Određene biljke u borbi za opstanak razvile su sopstveni odbrambeni sistem i stvorile jedinjenja koja koče mikrobiološku aktivnost uz istovremeno smanjenje njihove termorezistentnosti.

Tab. II -11. Toplotna inaktivacija

Poreklo kaše preživehh spora
Voda(kontrola) 100
krompir 54
mrkva 45
paprika 31
pečurke 25
cvekla 13
crni luk 3
beli luk 1 – 1,5

Tipični predstavnici izvora fitoncida su: beli luk, crni luk, ren, mrkva, paradajz i slačica Tako, na prirodnih fitoncida primer, 10 mg/kg alil izotiocijanata (isparljivo etarsko ulje slačice) dodato jabučnom i grožđanom soku dovodi do smanjenja termičke otpornosti Aspergillus niger i Saccharomyces ellipsoideus. Ulje slačice i belog luka smanjuje termičku otpornost kvasaca koji mogu da izazovu kvar marinada.

Za smanjenje otpornosti Bac. subtilisa efikasno je ulje crvene paprike. Prisustvo sumpordioksida smanjuje termorezistentnost mikroorganizama. Na primer, 22 mg SO2/kg može da smanji temperaturu pasterizacije voćnih sokova za 5,5°C; dodatak samo 2 mg S02/kg na temperaturi 85°C i pH 3 (efikasnost SO2 u velikoj meri zavisi od pH vrednosti), smanjuje potrebno vreme za odumiranje 99% Bys. fulva na 14 minuta umesto 40 minuta koje je vreme potrebne za isti efekat ali bez SO2.

2.1.5. Dejstvo subletalne temperature

Kad se radi o sporama bakterija, moguće je da se povišenim temperaturama ne izazove njihova smrt zbog toga što temperatura nije bila voljno visoka. Ako na primer deluje temperatura od oko 95 – 100°C u trajanju 10 – 30 minuta, umesto uništenja spora dolazi samo do zaustavljanja razvoja tih spora na neko određeno ova činjenica od posebne važnosti u pogledu primene visine temperature. Za uništavanje mikroorganizama. U pogledu kiselosti uobičajeno je da se namirnice svrstavaju u određene grupe. Grupe namirnica u ovom smislu se razlikuju u zavisnosti od autora,-te ne postoji potpuno usaglašeno gledište o grupisanju namirnica po kiselosti.

Prema jednoj podeli, namirnice se dele na sledeće grupe: 1

1. slabokisele namirnice (pH 5,3 – 7,0). Pošto je u ovakvim namirnicama niska koncentracija vodonikovih jona, one zahtevaju više temperature i duže vreme zagrevanja u odnosu na namirnice sa većom kiselošću. Predstavnici mikroorganizama koji mogu da izazovu kvar konzervisanih namirnica iz ove
grupe su termofilne i mezofilne bakterije.

Tipični predstavnici ove grupe namirnica koje se uobičajeno sterilizuju su:

meso, riba, mleko, jaja, grašak; boranija, špargla, mrkva, spanać, pečurke i kukuruz;

2. srednje kisele namirnice (pH 4,5 – 5,5) najčešće kvare sporogene mezofilne bakterije. S obzirom na to da je’ donja granica za razvoj Cl. botulinuma nešto ispod pH 4 5 potrebno je i za ovu grupu namirnica primeniti visoku temperaturu i duže vreme zagrevanja. Pošto je ova grupa namirnica ipak kiselija, ukupni letalni efekat termičke obrade treba da bude manji (F0 = 3 – 6), jer su bakterije, izazivači kvara, na ovoj pH vrednosti manje otporne prema i visokim temperaturama.

Predstavnici ove grupe namirnica su: mešavine povrća i mesa, supe i sosovi;

3. Kisele namirnice (pH 3,7 – 4,5) se karakterišu mogućnošću razvoja u njima acidofilnih bakterija i samo nekih sporogenih bakterija (Cl. pasterianum) — koje nisu posebno otporne prema povišenim temperaturama, kao i kvasaca i plesni. S obzirom na slabu termorezistentnpst, i relativno blaga termička obrada (db 100°C) uništava ovu mikrofloru. Bac. coagulans ne može da se razmnožava ispod pH 4,2 tako da je za namirnice sa pH vrednošću ispod 4,1 neophodno samo blago zagrevanje (nije potrebno da temperatura bude preko 100 °C) dok je za proizvode sa pH vrednošću između 4,1 i 4,5 neophodna i temperatura neznatno preko 100 °C, tj. blaga sterilizacija (F0 = 1). Od ostalih mikroorganizama najotpornija je plesan Bys. fulva.

Predstavnici ove grupe namirnica su: paradajz, kajsija, breskva, kruška i smokva;

4. jako kisele namirnice sa pH ispod 3,7. Potencijalni izazivači kvarenja ove grupe su slabo termorezistentni mikroorganizmi. Njihova otpornost je slična prirodno sadržanim enzimima u ovim namirnicama. Retko je poznato kvarenje ovih namirnica usled delovanja bakterija. Najčešći prouzrokovači kvarenja su kvasci i plesni. S obzirom na slabu termorezistentnost ovih formi mikroorganizama, za termičko konzervisanje namirnica iz ove grupe dovoljno je da se primeni zagrevanje do 100°C.

Predstavnici ove grupe namirnica su: sok limuna i pomorandže, marmelade i džemovi, jagodasto-bobičasto voće i njihovi proizvodi, zakišeljeno povrće, kiseli kupus i rabarbara (vrsta povrća). S obzirom na v i s i n u temperature koju je neophodno primeniti za uspešno termičko konzervisanj’e namirnica, neki autori pojednostavljuju podelu namirnica na slabo kisele (pH iznad 4,0) i kisele (pH ispod 4.0). Ovakva podela biće korišćena u daljem izlaganju. Kod nekih autora, pogotovo američkih, granica između kiselih i slabo kiselih namirnica je pH 4,5, tj. koncentracija vodonikovih jona koja u najvećem broju slučajeva dozvoljava odnosno ne dozvoljava razvoj Cl. botulinuma.

Tab. II -12. Kiselost nekih namirnica

Slabokisele namirnice pH Kisele namirnice pH
meso i meso u kombinaciji sa povrćem 6,0 – 6,4 većina voća 3,3 – 3,8
mleko 6,1 – 6,4 kompoti 3,3-4
riba u ulju 6,3 – 6,7 džem, slatko, marmelada 3,1-4
riba u paradajz sosu 5,2 – 5,5 sokovi od voća 3,1-4
većina povrća 5,2 – 6,3 zakišeljeno povrće 3,0 -3,8
većina povrća 5,2 – 6,3 paradajz oko 4,5

Budući da se radi o namirnicama različitim po kiselosti, o (ne)mogućnosti razvoja različitih vrsta mikroorganizama i o njihovoj nejednakoj termorezistentnosti, jasno je da je za njihovo uništavanje potrebna temperatura koja po visini nije uvek jednaka.

Uobičajeno je da se za kisele namirnice primenjuje postupak pasterizacije. Pod ovim postupkom se podrazumeva jednokratno zagrevanje namirnica po pravilu na temperaturi do 100 °C, ali ne ispod 75 °C. Za kisele namirnice ova temperatura, naravno ako deluje dovoljno dugo, dovoljna je da nepovratno inaktiviše enzime i mikroorganizme — što je i cilj ovog zahvata. Pošto bakterije, a posebno sporogene, ne mogu da se razvijaju na pomenutoj pH vrednosti, a istovremeno im je smanjena termorezistentnost, i one budu uništene ovim zahvatom. To znači da kisele namirnice pasterizacijom postaju sterilne, odnosno sa mikrobiološkog gledišta postojane neograničeno dugo.

Radi paralele, naglašava se da pasterizacija može da se primeni i na slabokisele namirnice. U ovom slučaju ovim zahvatom nije cilj da namirnica postane sterilna; u najvećem broju slučajeva time se uništavaju samo patogene bakterije. Naravno da se ovom temperaturom uništavaju i vegetativni oblici sporogenih bakterija, plesni i kvasci. Pošto ova temperatura ‘u uobičajenom vremenu trajanja nije dovoljna za uništavanje spora, posle određenog vremena (u zavisnosti od temperature okoline) iz spora se razvijaju vegetativni oblici, dolazi do razmnožavanja mikroorganizama i kvarenja namirnice. Da bi se ovaj proces usporio, preporučljivo je da se takve namirnice čuvaju u uslovima snižene temperature (pasterizovano mleko). Sličan slučaj se javlja i kod jaja (razbijena i razmućena jaja se pasterizuju pre nego što se suše) i kod tzv. polukonzervi — mesnog porekla. Radi se5 na primer, o presovanoj šunki (praška šunka) koja je. proizvedena od salamurenog mesa kome su dodati inhibitori (NaNG2 NaN02) i koji ne dozvoljavaju razvoj Cl. botulinumu i drugim sporogenim bakterijama, tako da je moguće zahvatom pasterizacije postići praktično takav efekat da se prisustvo preživele mikroflore ne manifestuje kvarenjem.

U cilju uništavanja ne samo enzima, patogenih asporogenih mikroorganizama i plesni već i spora bakterija, neophodno je primeniti stroži; termički zahvat (višu temperaturu od 100°C). Takav zahvat se naziva sterilizacija. Nema sumnje da je ovaj zahvat neophodno primeniti za s 1 a b o k i s e 1 e namirnice. U nekim slučajevima korisno ga je primeniti (samo nešto preko 100°C) i za neke kisele namirnice (breskva, paradajz — čime se u sezonskoj preradi dobija u vremenu (kraće zagrevanje) a efekat je jednak pasterizaciji. Namirnice konzervisane povišenom temperaturom kada je primenjena temperatura preko 100 °C nazivaju se sterilizovane namirnice. Jasno je da za ovu svrhu teorijski može da se primeni bilo koja temperatura preko 100°C u odgovarajućem vremenu delovanja. Iz praktičnih razloga najčešće se koristi temperatura 115 – 140°C. lako su ovako tretirane namirnice sterilizovane, ne znači da su i sterilne. Vreme delovanja i visina temperature za sterilizaciju su tako odabrani, da se unište patogene bakterije i mikroorganizme koji bi mogli pod uobičajenim uslovima (sobna temperatura) da izazovu kvarenje. Postizanje takvog stepena „sterilnosti“ naziva se p r a k t i č n a ili komercijalna sterilnost. To znači da sterilizaciju najverovatnije preživljavaju spore termofilnih bakterija — koje su izuzetno termorezistentne. Za njihovo uništavanje bilo bi potrebno primeniti takav zahvat koji bi se negativno odrazio na organoleptičke osobine namirnice.

Zar prisutne (neuništene) termofilne bakterije neće izazvati kvarenje? Za razvoj spora termofilnih bakterija potrebna je temperatura koja nije uobičajena u toku skladištenja. U skladištu je uobičajena temperatura 15°C a za razvoj temiofila potrebna je temperatura preko 38°C. Očigledno je da u „normalnim“ uslovima termofilne bakterije ne mogu da pokažu svoje prisustvo. Sasvim je druga situacija ako je sterilizovana namirnica namenjena izvozu u zemlje sa tropskom klimom. U tom slučaju treba da se vodi računa o tome i da se primeni takav režim sterilizacije koji i u tim uslovima neće dozvoliti ‘kvarenje namirnica.
Na osnovu prethodnih razmatranja očigledno je da između termičke pasterizacije kiselih namirnica i sterilizacije slabokiselih namirnica nema razlike u pogledu vremena održivosti; u oba slučaja proizvodi su mikrobiološki stabilni sve dok ne dođu u kontakt sa mikroorganizmima iz spoljne sredine.

2.1.6.1 Pojam toplotne sterilizacije

Namirnice konzervisane topotom. prisutne su u velikoj meri u svakodnevnom životu. Najčešće se nazivaju konzervama. U užem smislu reči pod konzervom se podrazumeva namirnica u kojoj su uništeni mikroorganizmi povišenom temperaturom a koja je hermetički upakovana u limenu ambalažu. U širem smislu konzerva je ‘bilo koja namirnica hermetički upakovana u određenu ambalažu (metal, staklo, plast-mase ili kombinacija) u kojoj su mikroorganizmi uništeni visokom temperaturom. U najširem smislu reči pod konzervom se podrazumeva bilo koja lakokvarljiva namirnica čije je vreme upotrebne vrednosti, određenim smišljenim zahvatima produžerio na određeno vreme.