Technikai Kutatás és Fejlesztés

Kutatás és termékfejlesztés

• A technikai kutatás és fejlesztés a termék koncepciójának ismeretével kezdődik.
• A szakembernek a termék hozzávetőleges koncepciója elegendő a receptúra kidolgozásához.
• A szakismeret, szakirodalom, és a meglévő termékek (konkurencia) ismerete erőforrás az új termék fejlesztéséhez.
• A cél egy prototípus (recept) létrehozása.
• A későbbi problémák előrevetítése, pl. anyagi vonatkozások, kezelési nehézségek.
• Fókuszcsoport tesztelése a termék értékesítéséhez.
• Pénzügyi becslés (alapanyag, termelés, logisztikai feltételek).

Receptfejlesztés és modellezés

• Az ipari és kereskedelmi receptek magukban hordozzák a léptéknöveléssel kapcsolatos problémákat.
• Kétséges a reprodukálhatóság.
• A termék biztonságának közegészségügyi szempontból biztosítottnak kell lennie, és a gyártás során stabil minőséget kell garantálnia.
• Nincs szükség külön csomagolásra, tárolásra, raktározásra.
• A költségek jövedelemfüggőek és a költségvetési kereteken belül maradnak.
• Nincs munkaerő költség igénye.
• A hozzávalók (alapanyagok) felhasználhatók a tömeggyártásban, és stabil minőségjellemzőkkel rendelkeznek.
• A technológiai korlátok figyelembe vételével korrigálhatóak az esetleges eltérések a készítésben.
• A szükséges eszközök specifikusak, és az ipari méretű gyártáshoz illeszkednek.
• A fogyasztói igények széles skáláján kielégíti a célt.

Minőség és élelmiszerbiztonság

• Alapvető a kiváló minőség és az élelmiszerbiztonság.
• Az élelmiszer bizalmi kérdés, a fogyasztók megnyerése és megtartása a cél.
• A törvényi előírásoknak való megfelelés kötelező.
• Az eltarthatóság megfelelően deklarált, feltüntetett.
• Romlékony élelmiszerek: (pl. friss tejtermékek, húsok, gyümölcsök, zöldségek)
• Kevésbé romlékony élelmiszerek: (pl. tartósított húsok, néhány pékáru, tejtermékek, stb.)
• Tartós élelmiszerek: (hosszabb eltarthatósági idejű termékek).

Élelmiszerek minőségváltozásának kategóriái

• Fizikai: fázisátalakulás, párolgás, sűrítés, kristályosodás, tömegváltozás, diffúzió, kondenzáció.
• Kémiai: oxidáció, redukció, hidrolízis, derkarboxileződés, amino csoport leválás, maillard reakció.
• Biológiai: légzés, erjedés, mikrobiológiai bomlás (rothadás), fonnyadás, puhulás, elszíneződés, nyálkásodás, alvadás, nem kívánt ízek, szagok, méreganyagok, mikrobaszám változás.

Módszerek a változás megelőzésére vagy késleltetésére

• Alacsonyabb tárolási hőmérséklet lassítja az elváltozásokat.
• Homogenizálás megelőzi a lipidek szétválását.
• Mesterséges agglomeráció és a kristályosodás elősegíti az oldhatóságot, és megakadályozza a csomósodást.
• A labilis részecskék elzárása, kapszulázása megvédi őket az élelmiszer részeit a nem kívánt reakcióktól, minimalizálva az íz veszteséget.

Mikrobiológiai romlás – meghatározó tényezők

• Belső tényezők: összetevők és jellemzői (pH, víz aktivitás, stb), antimikrobiális alkotók, a mátrix kolloid állapota.
• Külső tényezők: hőmérséklet, relatív páratartalom, a tárolási környezet (MAP, SZL).
• Implicit tényezők: a mikroorganizmusok jelenléte, a populációjuk dinamikája, a hatások (anyagcsere, tápanyagfelvételre).

A mikrobiális előrejelzés és a stabilitás feltételei

• Az élelmiszerek kémiai, fizikai és biológiai tulajdonságainak ismerete fontos.
• A kezelés veszélyeinek ismeretére szükség van a disztribúciós folyamat során.
• Mikroorganizmusok törvényszerűségeinek (optimális hőmérséklet, pH, vízaktivitás, táplálkozás, populációgátlás, érzékenység antibiotikumokra).

A terméktervezésnél mikrobiológiai szempontból figyelembe veendő tényezők

• A szennyezettség általában mezofil jellegű, az aerob környezetben a szaporodás gyorsabb.
• Nem várható intenzív szaporodás pH 4.8 alatt.
• Nem viselik el a vizaktivitás csökkenését 0.9 alatti szinten.
• Az érzékenység a szorbinsavra és más tartósítószerekre.

A tartósítási módszerek kiválasztása

• A termék típusa és a vásárlói preferenciák meghatározó tényezők a tartósítási módszerek kiválasztásában.
• pH csökkentés nemkívánatos savasságot idézhet elő.
• A sav más összetevőkkel reagálhat, változást okozva a termék megjelenésében.
• Bizonyos összetevők vagy hozzávalók esetenként nem engedélyezettek.
• A tartósítási módszer alkalmazásánál érvényesülnek a gátelmélet nyújtotta lehetőségek.
• Egyes szempontok nem elfogadottak a vállalat etikai koncepciójában (pl. tartósítószer).

Tartósítási technikák

• Hőkezelés: (T > 100°C) spóra és vegetatív sejt inaktiválás, vegetatív sejt megsemmisítés, enzimek inaktiválódása.
• Hőkezelés: (T <100°C): anyagcsere folyamatok, enzimtevékenység lassítása, víz immobilizációja (mikrobaszám csökkenés).
• Hűtés, fagyasztás, erjedés.
• Vízaktivitás szabályozás, savasítás, kémiai stabilizálás, redox potenciál szabályozása, Nyomás.

A hagyományos tartósító eljárások kedvezőtlen hatásai

• A friss jelleg megszűnését.
• A légzési lánc szétesése.
• A komponensek irreverzibilis változása (fehérjedenaturáció, keményítő csirizesedése, vitaminbomlás).
• Aromaanyagok vesztése, átalakulása, Íz változás.
• Hő hatására kialakuló új komponensek megjelenése.

Kíméletes technológiák

• A technológiai cél a lehető legkíméletesebb kezeléssel történő elérése.
• A minőség jellemzőinek kíméletes befolyásolása, az eltarthatóság biztosítása.
• Az élelmiszerek kezelése minimalizálja a tradicionális tartósításkárosító hatásait.

Kíméletes kezelés alapelvei

• A mikroorganizmusok hőpusztulási ideje hőmérsékletfüggő, magasabb hőmérsékleten exponenciálisan gyorsabb a pusztulás.
• A hőmérséklet kedvezőtlen hatása a komponensekre a hőntartási idő függvényében.
• Rotációs sterilezés, Ultra Hight Sterilization (UHT), Aszeptikus technológia, Sous-vide technológia (vákuumfőzés).

Sárgarépa állománykialakítása

• A sárgarépa szakítószilárdsága a hőmérséklet és az idő függvényében.
• Sous-vide termékek állományváltozása.
• Optimális kezelési idő a különböző hőmérsékletekhez.

Kíméletes kezelés alkalmazása a hőközlés más módszereivel

• Hőátadás és vezetés hatásának befolyásolása a hőközlés idejét.
• Ohmikus melegítés
• Nagyfrekvenciás melegítés
• Mikrohullámú melegítés

Nem termikus kíméletes technológiák

• A hatásmechanizmus eltér a nagy hőmérséklet okozta hatástól.
• Nagynyomású kezelés.
• Pulzáló elektromos térerő alkalmazása.

A termékfejlesztésben és a gyártásban gyakran alkalmazott kíméletes technológiák

• Post-harvest kezelések (CA, LO, ULO, 1-MCP).
• Tiszta szoba technológia (higiénikus környezet), protektív mikrobák alkalmazása, gátelmélet-gátkombinációk.
• Hőkezelés nélküli feldolgozás, kíméletes hőkezelés alkalmazása.
• Csomagolás (ellenőrzött légterű és módosított légterű csomagolás, aktív csomagolás, ehető bevonat).

Fedezd fel a technikai kutatás és a fejlesztés világát! A kvíz során kérdések várnak a szakismeretekről, receptfejlesztésről és ipari versus házi receptekről. Tudd meg, milyen feltételezések szükségesek az új termékek prototípusának teszteléséhez.