Οι παράγοντες που υποβαθμίζουν ένα τρόφιμο είναι κυρίως οι μικροοργανισμοί και δευτερευόντως τα ένζυμα. Η καταστροφή και η αδρανοποίηση των μικροοργανισμών και των ενζύμων μπορεί να γίνει με ποικίλους τρόπους.

Ως θερμική επεξεργασία ορίζεται η θέρμανση που εφαρμόζεται στα τρόφιμα, σε ορισμένη θερμοκρασία και για ορισμένο χρόνο, με στόχο να επιτύχει έναν ή περισσότερους από τους παρακάτω στόχους:
Να επιφέρει εκείνες τις μεταβολές στα τρόφιμα που βελτιώνουν την περιεκτικότητα και ταοργανοληπτικά τους χαρακτηριστικά, ώστε αυτά να γίνονται εδώδιμα και ελκυστικά στον καταναλωτή.
Να απομακρύνει από τα προϊόντα την υγρασία έτσι ώστε να εμποδίζεται η ανάπτυξη μικροοργανισμών και η δραστηριότητα των ενζύμων.
Να καταστρέφει τα ενδογενή ένζυμα και τους μικροοργανισμούς που θα μπορούσαν να αλλοιώσουν τα τρόφιμα και να θέσουν σε κίνδυνο την υγεία του καταναλωτή.

Κατεψυγμένα τρόφιμα είναι αυτά που υποβάλλονται σε διαδικασία "κατάψυξης", στην οποία η ζώνη μέγιστης κρυστάλλωσης υπερβαίνεται το δυνατόν ταχύτερα, πράγμα που έχει ως αποτέλεσμα να διατηρείται η θερμοκρασία του προϊόντος-μετά από θερμική σταθεροποίηση- χωρίς διακοπή σε τιμές κατώτερες ή ίσες προς τους -18 °C.

Η κατάψυξη πρέπει να πραγματοποιείται χωρίς καθυστέρηση σε προϊόντα καλής, ανόθευτης, και εμπορεύσιμης ποιότητας με τη βοήθεια του κατάλληλου τεχνικού εξοπλισμού. Μόνο ο αέρας, το άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), και αφού εκπληρούν ειδικά κριτήρια καθαρότητας, γίνονται δεκτά ως κρυογόνα ρευστά..

Τα τρόφιμα βαθείας κατάψυξης πρέπει να είναι συσκευασμένα σε προσυσκευασίες που τα προφυλάσσουν από εξωτερικές επιμολύνσεις και από αποξήρανση.

Η ψύξη, όπως και η κατάψυξη είναι δυο πολύ διαδεδομένες και αρκετά αποτελεσματικές μέθοδοι συντήρησης, που διατηρούν ικανοποιητικά την ποιότητα του τροφίμου και του προσδίδουν διάρκεια ζωής, ικανή για μεταφορά, διακίνηση και διάθεση, αλλά η ανάγκη συνεχούς συντήρησης σε θερμοκρασίες μικρότερες των -18 °C, επιβαρύνει σημαντικά το κόστος αυτών των μεθόδων. Από την άλλη οι μέθοδοι αυτές δεν μπορεί να απαντήσουν στο πρόβλημα της συντήρησης των φρούτων, μια και τα περισσότερα φρούτα λόγω της αυξημένης υδαρότητας και ευαισθησίας στις αλλαγές φάσης (κατάψυξη/ απόψυξη) καταστρέφονται κατά την απόψυξη .

Αν μπορούσε να αφαιρεθεί με ήπια μέσα (χαμηλές θερμοκρασίες για διατήρηση της ποιότητας ) ένα σημαντικό μέρος του νερού τους , πολλά φρούτα θα άντεχαν στις αλλαγές φάσης και θα μπορούσαν να συμμετέχουν με μεγάλα ποσοστά στη συνεχώς αυξανόμενη αγορά των κατεψυγμένων.

Με τη συμπύκνωση υγρά τρόφιμα αφυδατώνονται, μέχρις ότου αποκτήσουν συγκέντρωση στερεών τέτοια που να ικανοποιεί τον σκοπό της κατεργασίας τους.

Η συμπύκνωση καθιστά ευκολότερη την συντήρηση και την μεταφορά των τροφίμων, μιας και σιρόπια π.χ. με 70% ζάχαρη αντέχουν στην προσβολήόλων σχεδόν των μικροβίων, ενώ η μείωση του όγκου και του βάρους τους κάνει ευκολότερη την μεταφορά τους

Η αφυδάτωση ( ξήρανση) είναι ίσως η αρχαιότερη απ΄όλες τις μεθόδους συντήρησης των τροφίμων Η δύναμη του ήλιου και του αέρα να αφυδατώνει και να συντηρεί όχι μόνο φρούτα και λαχανικά αλλά και ψάρια και κρέας εκτιμήθηκε πολύ νωρίς από τον άνθρωπο. Ωστόσο, ακόμα πιο πριν, η φύση επινόησε τη συντήρηση με ξήρανση φυτικών προϊόντων, ιδιαίτερα σπόρων, όπως τα σιτηρά, τα όσπρια, οι ξηροί καρποί, αλλά και τα σπόρια των μικροβίων.

Η αφυδάτωση, σε σχέση με την ψύξη και την κατάψυξη, προσφέρει μεγάλη διάρκεια ζωής, αλλά με αρκετά χαμηλότερο κόστος συσκευασίας και διακίνησης, αφού το βάρος και ο όγκος των προϊόντων είναι πολύ μικρότερα, ενώ και η θερμοκρασία μεταφοράς είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος (χωρίς ψύξη).

Με την εφαρμογή αφυδάτωσης π.χ. 100 κιλά γάλακτος περιορίζονται σε 13 κιλά σκόνης γάλακτος, γεγονός που επιτρέπει και την απλούστερη συσκευασίατης αλλά και την ευκολότερη μεταφορά της. Εξ΄άλλου η πρακτικότητα χρήσης ορισμένων αφυδατωμένων τροφίμων, όπως σκόνης στιγμιαίου καφέ, τσαγιού ή κακού, ζωμού κρέατος, χυμών κ.τ.λ. καταδεικνύουν τη σημασία της μεθόδου αυτής ως μεθόδου συντήρησης.

Με την εφαρμογή αφυδάτωσης π.χ. 100 κιλά γάλακτος περιορίζονται σε 13 κιλά σκόνης γάλακτος, γεγονός που επιτρέπει και την απλούστερη συσκευασία τηςαλλάκαιτηνευκολότερημεταφοράτης. Εξ΄άλλου η πρακτικότητα χρήσης ορισμένων αφυδατωμένων τροφίμων, όπως σκόνης στιγμιαίου καφέ, τσαγιού ή κακάου, ζωμού κρέατος, χυμών κ.τ.λ. καταδεικνύουν τη σημασία της μεθόδου αυτής ως μεθόδου συντήρησης.

Ωστόσο η εφαρμογή συμβατικών μεθόδων αφυδάτωσης (εξάτμιση σε θερμοκρασίες πάνω από 70 °C ) υποβαθμίζει τo τρόφιμο μια που σε αυτές τις θερμοκρασίες χάνονται θερμο-ευαίσθητα συστατικά του τροφίμου (χρώμα, βιταμίνες και διάφορες πτητικές αρωματικές ενώσεις). Ακόμη η υποβάθμιση του προϊόντος συνεχίζεται και κατά την διάρκεια συντήρησης του, λόγω οξείδωσης των λιπαρών ουσιών που περιέχει εξ αιτίας των γεμάτων αέρα πόρων που δημιουργήθηκαν κατά την αφυδάτωση. Μειονέκτημα επίσης των συμβατικά αφυδατωμένων προϊόντων είναι ο χαμηλός βαθμός ενυδάτωσης σε περιπτώσεις που ενδιαφέρει η κατανάλωση μετά από ανασύσταση τους.

Λύση σε όλα τα παραπάνω προβλήματα φαίνεται να δίνει η οσμωτική αφυδάτωση σε συνδυασμό με την κατάψυξη του ημιαφυδατωμένου προϊόντος, δηλαδή η οσμωκατάψυξη (osmofreezing)

Με τον όρο οσμωτική επεξεργασία, οσμωτική αφυδάτωση εννοούμε την εμβάπτιση ενός νωπού προϊόντος (φρούτο , λαχανικό, κρέας, ψάρι) μέσα σε ένα πυκνό διάλυμα σακχάρων (για φρούτα- λαχανικά) ή άλατος (για κρέας-ψάρια) για ένα χρονικό διάστημα μερικών ωρών , ανάλογα με τον επιθυμητό βαθμό αφυδάτωσης.
Η αυξημένη οσμωτική πίεση του διαλύματος σε σχέση με την οσμωτική πίεση των φυτικών ή ζωικών ιστών, συνιστά την κινητήρια δύναμη για μεταφορά υγρασίας από τους ιστούς προς το διάλυμα προκειμένου να επέλθει ισορροπία οσμωτικών πιέσεων. Η κίνηση του νερού γίνεται μέσω των ημιπερατών μεμβρανών των ιστών, που εφ' όσον δεν έχουν αλλοιωθεί (θερμικά, μηχανικά ή χημικά) επιτρέπουν μεν τη διέλευση νερού, αλλά δεν επιτρέπουν την μαζική διέλευση μεγαλύτερων μορίων.

Ο έλεγχος της έκτασης της αφυδάτωσης του προϊόντος στηρίζεται στη φύση (δομή, πορώδες), και το μέγεθος του (συνήθως τεμαχισμένου ) προϊόντος, τη συγκέντρωση και τη θερμοκρασία του διαλύματος, καθώς και τη χρονική διάρκεια της οσμωτικής επεξεργασίας.
Μέσα σε 3 περίπου ώρες μπορούμε να αφαιρέσουμε μέχρι και το 50% της αρχικής υγρασίας, ενώ με εκτενέστερη επεξεργασία είναι δυνατή η αφαίρεση του 70-80% της αρχικής υγρασίας.

Προκειμένου να προστατεύσουμε την επιθυμητή ημι-περατότητα των κυτταρικών μεμβρανών, στην περίπτωση επεξεργασίας φυτικών ιστών η θερμοκρασία του διαλύματος δεν πρέπει να ξεπερνά τους 450 C. Αλλιώς έχουμε καταστροφή των μεμβρανών, γεγονός που βοηθά την πρόσληψη διαλυτών στερεών (σακχάρων ή αλάτων).
Η εκτεταμένη πρόσληψη σακχάρων (ή άλατος) αλλοιώνει τα οργανοληπτικά και διατροφικά χαρακτηριστικά (γεύση, διατροφική αξία) του προϊόντος και δυσκολεύει την έξοδο του νερού (κατά τη διάρκεια της οσμωτικής αφυδάτωσης), λόγω αύξησης της υγροσκο-πικότητας (υδατοσυγκράτησης) των ιστών. Παρόμοιες επιπτώσεις έχουμε και μετά από καταστροφή των μεμβρανών από άλλες επεμβάσεις (π.χ, ζεμάτισμα, κατάψυξη-απόψυξη, κτλ,).

Τα πλεονεκτήματα της οσμωτικής αφυδάτωσης σε σύγκριση με την συμβατική δηλ. με ρεύμα θερμού αέρα , αφυδάτωση είναι τα παρακάτω:

.Μειωμένη χρήση ενέργειας:
Η συμβατική αφυδάτωση περιλαμβάνει αλλαγή φάσης δηλ.εξάτμιση του νερού, που απαιτεί μεγάλα ποσά ενέργειας (θερμότητα εξάτμισης) Στην οσμωτική αφυδάτωση έχουμε αφαίρεση του νερού χωρίς αλλαγή φάσης άρα μειωμένη χρήση ενέργειας.
Καλύτερη ποιότητα:
Το προϊόν της οσμωτικής αφυδάτωσης υπερέχει ποιοτικά ,αφού εφαρμόζονται σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες που δεν καταστρέφουν τα θρεπτικά στοιχεία και το άρωμα του προϊόντος.
Δυνατότητα μορφοποίησης (formoulation):
Κατά την διάρκεια της οσμωτικής αφυδάτωσης το προϊόν προσλαμβάνει μικρή ποσότητα διαλυμένων στερεών από το οσμωτικό διάλυμα. Με την προσθήκη επιλεγμένων ουσιών (βιταμίνες, ιχνοστοιχεία, αντιμικροβιακές ουσίες) μπορούμε να προσδώσουμε στο τελικό προϊόν επιθυμητά χαρακτηριστικά και ιδιότητες, δηλαδή να το μορφοποιήσουμε κατά βούληση.
Βέβαια για να μιλάμε για βιομηχανική εφαρμογή της Ο.Α. πρέπει να μπορούμε να αντιμετωπίσουμε ένα πρόβλημα με περιβαλλοντικές διαστάσεις ,αυτό της ανασύστασης και της σωστής διαχείρισης των διαλυμάτων.
sapotas
Μετά από κάθε χρήση το διάλυμα πρέπει να ανασυσταθεί με αφαίρεση του νερού που πήρε από το τρόφιμο.
Αυτό μπορεί να γίνει σε ήπιες θερμοκρασίες , κάνοντας χρήση της ηλιακής ενέργειας, η ατμού χαμηλής πίεσης. Επειδή όμως η ανασύσταση αυτή δεν μπορεί να συνεχιστεί επ' άπειρον, και επειδή το διάλυμα που χρησιμοποιήσαμε δεν πρέπει να το πετάξουμε στο περιβάλλον, υπάρχει η δυνατότητα για παρασκευή μαρμελάδας ή τάισμα μελισσών ή άλλες εναλλακτικές λύσεις που βρίσκονται σε ερευνητικό στάδιο ανάπτυξης.
Γενικώς τα φρούτα περιέχουν νερό περισσότερο από 75% και καταστρέφονται πολύ γρήγορα, εάν δεν αποθηκευθούν καταλλήλως. Ακόμη όμως και η κατάλληλη αποθήκευση αποτυγχάνει να συντηρήσει τα φρούτα για μια μεγάλη χρονική περίοδο εκτός κι αν είναι αφυδατωμένα.
Οι οσμωτικές τεχνικές αφυδάτωσης όχι μόνο επιτρέπουν την αποθήκευση των φρούτων για μια πιο μεγάλη περίοδο, αλλά και διατηρούν τη γεύση, τα θρεπτικά χαρακτηριστικά αποτρέπουν δε την μικροβιακή επιδείνωση.
Εκτός από αυτό, τα προβλήματα της μεταφοράς γίνονται πολύ απλούστερα και όλοι οι τύποι φρούτων θα μπορούσαν να τεθούν στην διάθεση
του καταναλωτή καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.
Η οσμωτική αφυδάτωση μπορεί να αφαιρέσει το 50% του νερού από τις φρέσκιες ώριμες μπανάνες και άλλα φρούτα π.χ., τα μάγκο, τα sapotas, τα papayas,τα μήλα, και βέβαια δεν πρέπει να ξεχνάμε τα λαχανικά στα οποία η οσμωτική αφυδάτωση μπορεί να δώσει απάντηση σε ευρείας πλέον κλίμακας εφαρμογές συντήρησης και διακίνησης.

Είναι αξιοσημείωτο ότι η οσμωκατάψυξη καλύπτει ικανοποιητικά και τους τρεις στόχους επεξεργασίας ενός τροφίμου ,δηλαδή την ποιότητα, την διάρκεια ζωής και την οικονομικότητα παραγωγής και διακίνησης. Συγκεκριμένα, η οικονομικότητα εξασφαλίζεται με την δραστική μείωση (στο μισό ) του κόστους κατάψυξης (καταψύχουμε το μισό νερό), τη σημαντική μείωση στο κόστος συσκευασίας και διακίνησης (μισό βάρος) και τον υποδιπλασιασμό του κόστους συντήρησης υπό κατάψυξη, αφού στον ίδιο ψυκτικό χώρο συντηρούμε σχεδόν διπλάσια στερεά.

Η οσμωτική προσυμπύκνωση αποτελεί εξαιρετικό παράδειγμα ήπιας επεξεργασίας και ένα χρήσιμο εργαλείο στην αειφορική επεξεργασία τροφίμων (φυτικών και ζωικών )που μπορεί να οδηγήσει σε διάφορα προϊόντα.

αρχή