Miercuri, 22 Februarie 2012

UTILAJE COMPLEMENTARE

DIPLOME. BREVETE, CERTIFICARI

USCATOARE - BENEFICIARI

Operatii pentru inactivarea enzimelor in produsele destinate deshidratarii



Legumele şi fructele proaspete, fiind constituite din celule vii, suferă în timpul depozitării, chiar în lipsa microorganismelor unele procese metabolice, care duc la modificări ale compoziţiei (pierderi de zaharuri, acumulări de alcool etc.) . Aceste procese biochimice pot culmina prin dezagregarea ţesutului celular .
Enzimele sunt substanţele complexe, cu molecule foarte mari care se formează în organismul viu şi stau la baza funcţiunilor sale vitale .
În celula vegetală sunt prezente reacţii de oxidoreducere în urma cărora,simultan cu oxidarea unor substanţe are loc reducerea altor substanţe .
În celulele vii, procesele de oxidare sunt rezultatul unui proces complex catalizator de diferite sisteme enzimatice .
Modificările de culoare de natură biochimică, sunt provocate de acţiunea catalitică a enzimelor oxidative, asupra substanţelor ce conţin grupări fenolice în moleculă, oxidându-le şi transformându-le în compuşi de culoare         brună-neagră, de tipul chinonelor şi melaninelor, participând la înbrunarea feliilor de ceapă, de mere sau cartofi, expuse la aer .
Din numărul mare de enzime cunoscute până în prezent, puţine prezintă importanţă la prelucrarea legumelor şi fructelor prin deshidratare . În această grupă trebuie menţionate în primul rând oxidazele .
Procesele de oxidare pot avea loc prin activarea hidrogenului molecular, sub acţiunea oxidazelor sau prin activarea hidrogenului din molecule sub acţiunea dehidrazelor . Dehidrazele aerobe, pentru care ca acceptor de hidrogen poate servi numai oxigenul din aer, se numesc oxidaze .
Dintre oxidaze trebuie considerată înainte de toate monofenol-oxidaza, care oxidează monofenolii . Dintre monofenoloxidaze cea mai cunoscută este tirozinaza, care acţionează asupra tirozinei (ca substrat oxidat) formând compuşi de culoare închisă numiţi melanine .
Melaninele, care se formează ca urmare a proceselor de oxidare a tirozinei sunt de culare brun-închisă, participând la înbrunarea rapidă a feliilor de cartofi şi mere expuse la aer .
Polifenoloxidaza oxidează polifenolii şi substanţele tanante . Prin acţiunea ei se explică înnegrirea suprafeţei mărului tăiat, a bulbului de cartofi precum şi înnegrirea fructelor şi legumelor în timpul prelucrării . Toate speciile de fructe conţin o maturitate, o polifenoloxidază cu excepţia  căpşunilor . Fructele cu seminţe (mere, pere) şi sâmburi (caise, prune) au un conţinut ridicat de polifenoloxidază . În legume polifenoloxidaza este mai puţin răspândită . Din 25 soiuri de legume numai şapte au un conţinut de polifenoloxidază, în special spanacul şi morcovii . La majoritatea fructelor şi legumelor, polifenoloxidaza se găseşte în stare legată . Prin distrugerea ţesuturilor absorbţia oxigenului creşte de 10-30 ori şi polifenoloxidaza îşi intensifică activitatea .
Procesul de formare a substanţelor de culoare închisă, înbrunarea enzimatică sub acţiunea polifenoloxidazelor, trebuie privit cu un proces de oxidoreducere . În prima etapă are loc formarea chinonelor . În continuare chinonele sunt reduse de către substanţele cu acţiune reducătoare existente în celulele vegetale, ca de exemplu acidul ascorbic .
În fructele şi legumele cu ţesuturile întregi (nestrivite) în care există un ciclu închis al proceselor menţionate, nu se constată acumularea chinonelor . Prin distrugerea ţesutului şi pătrunderea aerului are loc dereglarea ciclului şi schimbarea potenţialului de oxidoreducere . Ca urmare se produce oxidarea fenolilor cu producerea de chinone care se acumulează cu formarea ulterioară de produşi de culoare închisă, scăderea acidului ascorbic până la zero şi creşterea potenţialului de oxidoreducere .
Peroxidazele sunt de asemenea foarte răspândite în regimul vegetal însoţind de cele mai multe ori fenoloxidazele . Ele realizează oxidarea unui număr de substanţe organice şi anorganice, folosind apa oxigenată ca acceptor de hidrogen . Din punct de vedere chimic peroxidazele sunt hemin-proteine în molecula cărora se găseşte fier şi patru cicluri pirolice legate între ele prin grupări metenice .
După Paladin, fenoloxidazele au acţiuni cuplate cu polifenoloxidazele, continuând procesul acestora de oxidare . Ca se fenoloxidazele, peroxidazele duc la alterarea merelor felii . Ele joacă un rol important în schimbarea gustului şi culorii, atât prin efectul direct de oxidare a substratului, cât şi indirect prin oxidarea acidului ascorbic şi dereglarea potenţialului de oxido-reducere . Se consideră că apariţia gustului neplăcut şi degradarea culorii produselor congelate este provocată de peroxidază .
Catalaza catalizează descompunerea apei oxigenate în apă şi oxigen, cu formarea de oxigen, care participă apoi la reacţiile de oxidare a compuşilor fenolici .
Acţiunea defavorabilă a acestor enzime se manifestă prin modificarea culorii (îmbrunarea) ţesuturilor vegetale imediat după operaţiile de curăţire şi devizare .
Din aceste motive se impune luarea măsurilor necesare, fie pentru inactivarea acestor enzime, fie prin inhibarea activităţii lor .
Peroxidazele sunt mai stabile, iar inactivarea lor cere mai mult timp .
Fenolazele sunt stabilite la temperaturi mai joase . La 85 grade – 95 grade C  toate fenolazele se inactivează în scurt timp, uneori fiind nevoie de 5 minute pentru inactivare .
Când se foloseşte blanşarea pentru inactivarea acestor enzime în cazul prelucrării fructelor este nevoie să se caute să se obţină o totală inactivare fără a deprecia gustul şi structura produselor finite .

Inactivarea enzimelor pe cale termică

Pentru conducerea corectă a procesului de deshidratare al legumelor şi fructelor, este foarte important să se cunoască însuşirile enzimelor oxidative în vederea înlăturării efectelor negative generate de acestea .
Toate enzimele sunt foarte sensibile la acţiunea căldurii putând fi inactivate, în general, la temperatura de fierbere a apei . Inactivarea enzimelor prin căldură este probabil o consecinţă a denaturării proteice . La legume, inactivarea enzimelor se realizează prin opărire . De altfel, principalul scop al operaţiei de opărire din procesul tehnologic al fabricării conservelor de legume este inactivarea enzimelor . Totodată la opărire au loc o serie de alte procese şi fenomene, ce pot fi favorabile sau defavorabile calităţii producţiei şi a căror intensitate variază în funcţie de condiţiile opăririi . Efectele defavorabile opăririi sunt : pierderi de extract solubil şi de vitamine  hidrosolubile, înmuierea excesivă a ţesuturilor favorizează fenomenul de amidonare la mazăre, desfacerea pe linia de sudură a păstăilor de fasole etc. De obicei temperatura şi timpul de opărire sunt limitate la strictul necesar inactivării enzimelor .
Dintre enzimele oxidative, peroxidaza prezintă cea mai ridicată rezistenţă, fapt pentru care regimul de opărire este stabilit în funcţie de rezistenţa acestei enzime la termoinactivare .
Din acelaşi considerent şi controlul opăririi se face prin proba peroxidazei .
Rezistenţa peroxidazei la acţiunea căldurii nu este aceeaşi la toate legumele, fiind în general mai ridicată la legumele ce au un pH mai mare, exemplu la mazăre, din care cauză la aceste legume regimul termic care trebuie aplicat la opărire este mai accentuat .
Temperatura de opărire a legumelor neacide cu un pH mai mare de 4,5 variază în general în jurul lui 80-90oC  în timp ce la legumele acide cu un pH mai mic de 4,5 sunt suficiente din punct de vedere al inactivării enzimelor şi temperaturi de 70-75oC . În aceste condiţii inactivarea enzimelor din legume poate fi asigurată în 3-8 minute, având în vedere şi timpul necesar pentru încălzirea legumelor la temperatura de opărire .
Produsul devine flexibil la pipăit, pieliţa devine moale, fără plesnituri sau rupturi, iar proba peroxidazei este negativă . La supraopărire textura este moale, boabele de mazăre spre exemplu se strivesc uşor la apăsare între degete, iar pieliţa se înroşeşte şi se rupe la atingere .
Timpul de opărire este dat de timpul minim necesar inactivării tuturor enzimelor . Practic inactivarea enzimelor depinde de timp (durată), temperatură şi pH .
Rezultă că este absolut necesar ca înainte de a conserva legumele, plantele şi fructele prin deshidratare să se aplice o inactivare a enzimelor prin tratament termic . În caz contrar la depozitarea lor se pot ivi în mod lent, anumite fenomene nedorite ca alterarea aromei şi culorii, pierderi de vitamine etc.
Reactivarea enzimelor inactivate termic, se datoreşte în primul rând unui tratament termic insuficient (grad de inactivare necorespunzător) şi unei temperaturi optime de regenerare de 20 grade-30 grade Celsius . În aceste condiţii la depozitarea legumelor sau fructelor deshidratate se formează din nou complexul activ de oxidare .

Opărirea sau blanşarea .Scopul principal al opăririi legumelor constă în inactivarea tuturor enzimelor prezentate şi în special al enzimelor oxidative, care sunt cele mai termorezistente . Opărirea se face cu apă fierbinte sau cu vapori . În timpul opăririi se produc o serie de fenomene a căror intensitate variază cu condiţiile în care se execută operaţia şi care pot fi favorabile sau defavorabile calităţii produselor finite .
Dintre efectele favorabile, în afara celor referitoare la inactivarea enzimelor, se menţionează distrugerea formelor vegetative ale microorganismelor şi eliminarea aerului din ţesuturi, care are ca urmare fixarea, menţinerea, şi chiar accentuarea culorii produselor finite, precum şi fixarea şi păstrarea vitaminei C în timpul proceselor următoare .
În general microorganismele care supravieţuiesc opăririi sunt puternic termorezistente . Se inpune deci o primenire permanentă a apei de opărire, având în vedere că acumularea microorganismelor termorezistente, în cazul opăririlor în aceeaşi apă, poate provoca infectarea întregului lot de material, supus opăririi .
Dintre alte efecte favorabile ale opăririi se menţionează :
- reducerea timpului pentru deshidratare deoarece contribuie la accelerarea evaporării ulterioare a apei din ţesuturi ;
-  îndepărtarea particulelor de amidon de pe suprafaţa feliilor de cartofi supuse deshidratării ;
- prevenirea obţinerii unui gust neplăcut (de iarbă uscată), caracteristic desfăşurării în continuare a proceselor enzimatice ;
-  favorizarea rehidratării produsului finit .
În ceea ce priveşte efectele defavorabile ale opăririi trebuie menţionate în primul rând pierderile de substanţe solubile în apa de opărire (zaharuri, săruri minerale etc.) .
Aceste pierderi variază în funcţie de condiţiile de opărire şi în special de durată , temperatură, gradul de mărunţire şi de raportul dintre cantitatea de apă şi de cantitatea de material supus opăririi .
La orice mărire a timpului şi temperaturii de opărire se va avea în vedere ca timpul şi temperatura de opărire să fie strict limitate la cele necesare inactivizării enzimelor oxidative care sunt cele mai termorezistente .
Se consideră că opărirea a fost bine executată atuci când produsul îşi pierde rigiditatea, devine flexibil la pipăire pieliţa devine moale, fără plesnitură sau crăpătură, iar proba peroxidazei devine negativă .
În general se consideră timp minim de opărire timpul în care au fost inactivate toate enzimele, respectiv când proba peroxidazei devine      negativă .
În controlul curent al producţiei este utilizată în general reacţia peroxidazei, deoarece aceasta este enzima cu cea mai mare    termorezistenţă .
Opărirea, ca fază a procesului tehnologic constă în tratarea de scurtă durată cu apă fiartă sau cu abur, urmată de răcirea imediată a produselor în apă .
Factorii care influenţează opărirea sunt următorii :
Mărimea bucăţilor de legume . Pentru a se obţine inactivitatea efectivă a enzimelor, întreaga masă a produsului trebuie să atingă cel puţin 85oC . Pentru bucăţi mai mari timpul de expunere va fi deci mai mare pentru pătrunderea căldurii până în centrul fiecărei bucăţi .
Temperatura corespunzătoare duratei de opărire trebuie asigurată în întregul corp al opăritorului .

Adâncimea stratului . Căldura trebuie să pătrundă până în centrul stratului de material ce urmează să fie opărit, astfel ca fiecare bucată să ajungă la temperatura necesară .
Mediul de blanşare . Blanşarea în apă fierbinte de obicei la aceeaşi temperatură, necesită mai puţin timp decât blanşarea în vapori, deoarece coeficientul de transmisie al căldurii este mai mare în primul caz .
Deoarece blanşarea depinde de un număr relativ mare de factori, nu se pot stabili condiţii precise, ci numai reguli generale în ce priveşte condiţiile de desfăşurare a procesului . Astfel, pentru legumele rădăcinoase, timpul de blanşare este de 2-4 minute în atmosfera de vapori la temperatura de 100oC în cazul când sunt tăiate în bucăţi mai mici (felii subţiri şi tăiţei) .
Răcirea imediată a materiei prime după opărire, previne înmuierea în continuare a ţesuturilor .
Opărirea în apă . Pentru opărirea în apă se utilizează în mod frecvent un agregat cu funcţionare continuă, compus dintr-un cilindru în interiorul căruia se roteşte un alt cilindu din tablă perforată prevăzută cu un transportor elicoidal în interior . Rotaţia cilindrului interior şi a transportorului elicoidal se face în apă încălzită cu vapori imprimând legumelor o mişcare de avans .
Alimentarea cu apă a blanşatorului este continuă, iar încălzirea se face printr-o serpentină cu aburi . Nivelul apei este constant .
Un regulator de viteză permite ca durata blanşării să fie variabilă între 3 şi 30 minute . Temperatura apei este menţinută constantă printr-un regulator de temperatură . În general durata de opărire este de 2-3 minute, timpul exact de opărire variind de la caz la caz .
Se va evita supraopărirea care creează dificultăţi în procesul de deshidratare .
Părţile opăritorului care vin în contact cu materia primă trebuie executate din oţel inoxidabil, pentru a se elimina electele negative generate de contactul produsului cu fierul şi pentru a evita uzura datorită coroziunii .
Consumul de apă fierbinte pentru opărirea unei tone de morcovi sau cartofi bine pregătiţi este de 3-4 m3, ceea ce corespunde la 200-250 kg   vapori . În condiţiile descrise, dacă procesul este bine condus, pierderile de substanţe solubile nu trebuie să depăşească 1–1,5% . Dacă pH-ul apei de opărire scade în timpul opăririi legumelor verzi este necesar să se adauge în apa de opărire carbonat de sodiu pentru a menţine pH-ul la 7,3–7,5 .
Opărirea în vapori este un procedeu mai raţional pentru prelucrarea prealabilă a legumelor şi cartofilor, deoarece în acest caz se reduc substanţial atât dizolvarea substanţelor nutritive cât şi pierderea amidonului din celulele cartofilor curăţaţi şi tăiaţi .
În cazul acestui procedeu de opărire, legumele trec pe o bandă transportoare printr-un tunel cilindric sau dreptunghiular şi sunt supuse acţiunii vaporilor care sunt injectaţi în partea de sus şi de jos a benzilor .
În acest caz, soluţiile de sulfit sau alte săruri care se folosesc la opărire în apă sunt aplicate prin stropirea sau inversia materialului la ieşirea din opăritorul cu vapori .

Proba peroxidazei

Pentru încercarea activităţii peroxidazei se folosesc următoarele     soluţii :
- soluţie alcoolică de guaiacol 1% (1g guaiacol se dizolvă în aproximativ 50 cm3 alcool etilic de 96% şi se aduce apoi la 100 cm3 cu acelaşi solvent) ;
-  apa oxigenată 0,3% (1 cm3 perhidrol se aduce cu apă distilată la 100 cm3) .
Pentru efectuarea probei se ia din diferite locuri o cantitate oarecare  (20-30 buc.) de legume opărite, care se zdrobesc într-un vas pentru a obţine o probă medie .
Din această probă se iau 10-20 g într-o eprubetă cu capacitate mai mare, peste care se adaugă 20 cm3 apă distilată, 1 cm3 din soluţia de guaiacol 1% şi 1,6 cm3 soluţie de apă oxigenată agitându-se întreg conţinutul . În mod orientativ, activitatea peroxidazei poate fi controlată şi prin simpla turnare a câtorva picături de soluţie de guaiacol 1% şi de apă oxigenată 0,3% direct peste legumele opărite şi zdrobite . Colorarea rapidă şi intensă în brun-roşcat a ţesuturilor indică o puternică activitate a peroxidazei (reacţie pozitivă) .
Apariţia lentă a unei coloraţii slab roşcată arată o incompletă inactivare a peroxidazei reacţie slab pozitivă, iar când nu se constată timp de 5 minute nici o modificare de culoare a ţesuturilor reacţia este negativă, enzimele fiind complet inactivate .
Un alt procedeu rapid de control al opăririi legumelor constă în simpla presare a unei bucăţi de legumă pe o hârtie de filitru impregnată cu peroxid de uree şi toluidină . Apariţia unei coloraţii albastre pe hârtie indică existenţa peroxidazei active . Se consideră că opărirea a fost suficientă atuci când în timp de 2 minute nu apare nici o coloraţie de hârtie .
Hârtiile indicatoare se prepară astfel : hârtiile de filtru tăiate sub formă de discuri sunt înmuiate timp de 30-60 secunde într-o soluţe alcoolică de toluidină şi de peroxid de uree . Apoi discurile astfel înmuiate se presează uşor cu mâna pentru îndepărtarea excesului de reactivi şi se usucă la aer cca 30 minute ; până la folosire se păstrează la temperaturi joase .
Proba pentru evidenţierea activităţii peroxidazelor se poate face şi cu următoarele soluţii :
-    soluţie de guaiacol 1% în apa distilată ;
-    apă oxigenată de concentraţie 5% (în volume) ;
-    un amestec în părţi egale din soluţiile 1 şi 2 .
Soluţia de guaiacol 1% în apă distilată este stabilă în timp .
Soluţia de apă oxigenată de concentraţie 5% (în volume) este relativ stabilă dacă este păstrată la rece . Se va prepara altă soluţie ori de câte ori se va observa apariţia unui început de brunificare a soluţiei respective .
Activitatea soluţiei 3 (amestec) se va încerca pe legume prospete de fiecare dată . Când soluţia este activă dă cu legumele proaspete o culoare ciocolatie .
Pentru executarea probei peroxidazei, se iau 20-30 bucăţi de legume opărite şi se introduc într-un borcan  sau o sticlă cu gâtul larg peste care se adaugă 20 cm3 de soluţie, se astupă şi se agită foarte bine câteva secunde . Se scot legumele, se aşază pe o farfurie de porţelan şi dacă timp de un minut apare o coloraţie brun-roşcată, produsul finit evidenţiază activitatea peroxidazei , în caz contrar, nu .

Identificarea catalazei

Pentru identificarea catalazei se iau 2 g de legume deshidratate, se macină bine, se amestecă cu cca 20 cm3 apă distilată . După 15 minute de înmuiere, se adaugă 0,5 cm3 dintr-o soluţie de 0,5% sau 1% apă oxigenată . În prezenţa catalazei încă active, se produce o viguroasă degajare de oxigen, timp de 2-3 minute .
Pentru varză este suficient ca prin blanşare, să se distrugă numai catalaza, deoarece blanşarea până la distrugerea peroxidazei are efecte negative ajungându-se la brunificarea verzei .
Pentru celelalte legume şi cartofi probele trebuie să fie negative, atât pentru catalază, cât şi pentru peroxidază .

Răcirea materiei prime după opărire

După opărire materia primă se răceşte pentru întreruperea procesului termic şi pentru a preveni înmuierea ulterioară a ţesuturilor legumelor şi cartofilor, cât şi pentru îndepărtarea impurităţilor ce se pot depune pe suprafaţa lor în timpul opăririi (spuma) .
Răcirea lentă a materiei prime opărite duce la deformarea bucăţilor tăiate . De aceea, materia primă trebuie răcită imediat după opărire .
Materia primă opărită poate fi răcită, fie în aer, fie prin scufundarea în bazine sau stropirea cu apă . Răcirea cu aer se foloseşte îndeosebi pe timp rece : toamna, iarna şi primăvara . Este mai bine ca răcirea să se facă cu apă, întrucât produsul opărit se răceşte mai repede, realizându-se totodată şi spălarea lui .
Materia primă poate fi răcită cu apă prin stropire sub duşuri sau prin scufundarea coşurilor în bazine cu apă rece curgătoare .
Răcirea cu apă fiind mai rapidă este preferată răcirii în aer, din următoarele motive :
- înlătură pericolul supraopăririi, accident ce se manifestă prin înmuierea excesivă a texturii, dezlipirea pieliţei la fructe etc. ;
-  asigură o spălare suplimentară şi un grad mai redus de infectare cu microorganisme, faţă de răcirea în aer, datorită trecerii rapide prin zona de tempreratură 30o-40oC, în care majoritatea microorganismelor se dezvoltă foarte repede ;
-  temperatura legumelor răcite trebuie să fie sub 30oC;
-  cantitatea de apă necesară pentru răcirea unei tone de materie primă este de 1-1,5 m3 .

Inactivarea enzimelor oxidante cu ajutorul substanţelor  chimice

Unele substanţe chimice inhibă mult mai eficace înbrunările enzimatice . În această grupă pot fi incluse soluţiile acide (săruri) ce conţin ioni de clor : clorura de sodiu, clorura de calciu, clorura de calciu plus acid tartric etc. Clorura de sodiu se utilizează într-o soluţie de 0,2-0,5% timp de 3 ore pentru inactivarea polifenol-oxidazelor din fructe şi legume .
Se recomandă de asemenea utilizarea soluţiei de 0,05% HCl (pH=2,5) la imersia fructelor curăţate şi cu texturare (pere, gutui, prune, mere) iar pentru fructele decojite cu textură slabă (caise, piersici, prune etc.) se recomandă o soluţie de 0,5% acid tartric în amestec cu 0,5% clorură de calciu cristalizată (pH=2,5) asigurând prin aceasta şi o întărire a texturii .
Efectul de împiedicare a brunificărilor enzimatice este mai accentuat când se foloseşte în loc de acid citric sau tartric, acidul ascorbic . Aceasta împiedică îmbrunarea printr-un mecanism de reducere, bazat pe reducerea chinonelor formate .
Acidul sulfuros şi sărurile lui (sulfiţii şi bisulfiţii) au un rol înhibator puternic . Înbrunarea este împiedicată la aproximativ 0,01% bioxid de sulf . După îndepărtarea bioxidului de sulf enzimele pot reacţiona din nou .
Prezenţa bioxidului de sulf în texturile unor fructe şi legume preîntâmpină înbrunările enzimatice şi neenzimatice în timpul deshidratării şi depozitării şi reduce pierderile de acid ascorbic . În cazul fructelor bioxidul de sulf este administrat de obicei sub formă de soluţii de sulfit şi bisulfit de sodiu .
Experienţele au arătat că după blanşarea unor legume ca varza, morcovii şi cartofii, care scufundate sau stropite cu o soluţie diluată de sulfit sau bisulfit de sodiu (cu un conţinut de 0,3–0,5% SO2) sau cu un amestec din aceste două soluţii întârzie schimbările oxidative şi inhibă reacţia Maillard . Un amestec în părţi egale din aceste soluţii de concentraţie 0,3–0,5% cu un     pH–6,7 a dat rezultate bune .
Cantitatea de soluţie folosită depinde de o serie de factori : conţinutul de SO2 admis pentru produsul finit, felul produsului, mărimea bucăţilor, metoda de deshidratare şi modul de aplicare a sulfitării .
Raţiunea pentru care sulfiţii înhibă brunificarea neenzimatică sau apariţia reacţiei Maillard este aceea că gruparea carbonilică funcţională din zaharuri este blocată de sulfit şi nu se mai combină cu compuşi aminici .
Forma aldehidică cu catena deschisă a zaharurilor la temperatura ordinară, se combină cu sulfiţii, formând acizi hidrosulfonici .
În practică s-a dovedit că sulfitarea îmbunătăţeşte în mare măsură aspectul legumelor şi fructelor deshidratate şi le protejează împotriva pericolului de scorojire .

Modificări de culoare în urma formării compuşilor melanoidici (brunificarea neenzimatică)

Fructele şi legumele, prin prelucrarea lor, suferă procese de brunificare enzimatică şi de natură pur chimică, cu excepţia berii şi pâinii, cafelei etc. resul brunificărilor reprezintă o depreciere calitativă .
În procesul de brunificare neenzimatică se presupune că este implicată în primul rând reacţia Maillard sau condensarea melanoidelor .
Modificările de culoare se manifestă prin închiderea culorii produsului ca urmare a reacţiilor neenzimatice ce au loc între zaharurile reducătoare şi aminoacizii prezenţi în sistem, reacţii cunoscute sub denumirea de reacţii Maillard .
Odată cu modificarea culorii se constată şi o modificare a gustului, produsul căpătând un gust caracteristic de copt, fapt pentru care calitatea produsului este depreciată . Acest tip de înbrunare apare atât în urma aplicării unor tratamente termice prelungite, ca şi atunci când produsul este depozitat o peroadă de timp mai lungă la temperaturi mai ridicate (peste 20-25 grade Celsius) .
Factorii care influenţează desfăşurarea reacţiei Maillard :
Temperatura . La temperaturi diferite, reacţia Maillard poate avea căi diferite, ceea ce denotă că temperatura are o influenţă calitativă asupra desfăşurării reacţiei .
S-a constatat că la temperaturi mai reduse de 56oC se formează o coloraţie mai intensă de cât la 100 grade Celsius, cu toate că în ultimul caz cantitatea de bioxid de carbon formată este mult mai mare .
Durata tratamentului termic . Intensitatea coloraţiei, ce se formează ca urmare a reacţiei Maillard este proporţională cu pătratul duratei .
Natura substanţelor ce intră în reacţie . Pentru ca zaharurile să formeze melanoide este necesar să existe gruparea carbonilică liberă . Reacţii intense dau fructoza, glucoza, maltoza ; zaharoza nu reacţionează cu aminoacizii la temperatura camerei . S-a constatat că la 120oC atât zaharoza cât şi dextrina formează melanoide . Optimul reacţiei are loc atunci când conţinutul de zahăr este în proporţie aproape echivalentă cu conţinutul de aminoacizi .
Conţinutul de apă . În mediu complet anhidru reacţia Maillard nu se produce . Este suficient să existe urme de apă pentru ca mecanismul de reacţie să se declanşeze . S-a stabilit că reacţia are un maximum pentru fiecare conţinut în umiditate . Apa are un dublu rol : pe de o parte frânează reacţia Maillard deoarece primul stadiu al reacţiei implică o deshidratare, pe de altă parte, prezenţa sa este necesară pentru a asigura o mobilitate suficientă a moleculelor de a intra în reacţie . Valoarea optimă corespunde mai precis între aceste două acţiuni supuse deshidratării . pH-ul acid (2,5–2,6) frânează reacţia Maillard sau este complet redusă, pe când pH-ul alcalin (6,9–7,5) are un efect favorabil, deoarece forma anion a aminoacidului care intră în reacţie, predomină în mediu bazic .
Din cele relatate, rezultă că tratamentul termic (inclusiv deshidratarea) poate avea un efect pozitiv, cât şi un efect negativ asupra valorii biologice a proteinelor . Efectul negativ rezultă ca urmare a diminuării conţinutului de aminoacizi esenţiali în urma distrugerii lor termice sau datorită participării lor la reacţiile de tip Maillard .

Prevenirea brunificării neenzimatice

Avându-se în vedere că reacţiile de înbrunare sunt mult mai intense la produsele deshidratate cu un conţinut ridicat de zaharuri, un conţinut redus de umiditate şi la temperatură ridicată, trebuie ca în producţia de legume deshidratate, să se ţină seama de aceste condiţii şi să se ia măsuri de prevenirea înbrunării neenzimatice .
La deshidratarea cepei, a prazului alb, conopidei şi în general la legumele rădăcinoase albe, care nu conţin clorofilă, brunificarea neenzimatică sau reacţia Maillard este mult mai favorizată .
În cazul deshidratării acestor legume, în anumite condiţii de temperatură şi durată de deshidratare, se observă apariţia treptată a unei coloraţii galben-deschise, trecând rapid spre brun sau brun-închis până la caramelizare .
La fiecare din aceste stadii de dezvoltare a culorii brune se constată şi modificări sensibile a aromei originale sau caracteristicile fiecărui produs, atât în timpul deshidratării, cât şi în timpul depozitării .
Elementul principal care provoacă reacţia Maillard este temperatura, care joacă un rol foarte important în intensificarea înbrunării .
Experienţele şi practica în deshidratare a cepei şi usturoiului au dat posibilitatea să se constate sensibilitatea la temperatură a acestor două produse atât în timpul deshidratării cât şi în timpul depozitării .
Din această cauză, temperatura folosită la deshidratarea acestor produse, nu trebuie să depăşească cca 65oC, cu precizarea că temperatura joasă nu elimină în totalitate riscul apariţiei reacţiei Maillard, dar întârzie foarte mult apariţia acesteia .
Temperatura de depozitare de cca 15oC şi o umiditate maximă de aproximativ 7% sunt cele mai corespunzătoare condiţii pentru păstrarea şi depozitarea cepei deshidratate .
Din încercările efectuate s-a stabilit că ceapa deshidratată cu o umiditate de cca 12% şi depozitată la o temperatură de cca 15-20oC, brunifică după o depozitare de 2 luni . Nu trebuie să se tragă concluzia însă că un conţinut de umiditate scăzut este suficient pentru ca depozitarea să decurgă în condiţii bune . Este greşit de asemenea, să se creadă că ceapa deshidratată se poate depozita la o temperatură ridicată, dacă are un conţinut scăzut de umiditate .
Din lucrările lui Stadtman şi Prevost, rezultă că reacţia Maillard este puternic influenţată şi de umiditatea mediului . Într-un mediu complet anhidru, această reacţie nu se produce, dar îndată ce există apă sau urme de apă, se declanşează şi meacnismul de brunificare . S-a stabilit de asemenea că intensitatea reacţiei de brunificare atinge un maximum la un anumit conţinut de apă.
Pot fi precizaţi următorii factori principali care determină desfăşurarea acestei reacţii : temperatura, umiditatea, durata de deshidratare şi depozitare . Evoluţia brunificării sau a reacţiei Maillard este în funcţie de aceşti factori .
Alţi factori care pot influenţa reacţia Maillard sunt de naturi divese, spre exemplu, pH sau punctul izoelectric al mediului .
Prezenţa oxigenului este încă destul de discutabilă ; pentru unii favorizează dezvoltarea reacţiei, iar pentru alţii ar juca rolul de inhibator . Se pare că şi prezenţa fosfaţilor favorizează însă brunificarea .
Cât despre natura aminoacizilor sau zaharurilor, care intră în reacţie, părerile sunt împărţite .
Acest fenomen este destul de bine cunoscut prin acţiunea şi manifestarea sa, dar insuficient clarificat datorită multiplelor cauze care-l provoacă . La desfăşurarea acestui fenomen intervin două grupe de  substanţe : proteinele şi glucidele .
Este evident că o asemenea reacţie are un câmp vast de acţionare în domeniul produselor alimentare, care înainte de depozitare şi păstrare, au fost sau nu precedate de deshidratare .
În acest fel sunt afectate în special fructele şi legumele deshidratate, precum şi multe făinuri de cereale . Alterarea valorii nutritive a alimentelor afectate de reacţia Maillard poate duce chiar la scoaterea din consum a acestora .
Faţă de cele arătate, se poate considera că pentru prevenirea unor astfel de modificări, este necesar a se lua următoarele măsuri :
-  Reducerea regimurilor termice aplicate în procesul de deshidratare la minimum necesar şi anume : durata de deshidratare să nu depăşească mai mult de 5-5½ ore şi pe cât posibil chiar mai redusă, iar umiditatea produsului finit nu trebuie să depăşească 7%, cea mai bună fiind 6% -  Asigurarea unei rapide răciri a produsului finit, imediat după deshidratare .
-  Temperatura de depozitare cea mai bună este de 15-20oC .
- Umiditatea relativă a aerului din depozit să fie de maximum 75%, deoarece umiditatea produsului tinde să ajungă mereu în echilibru cu umiditatea relativă a aerului din spaţiul de depozitare, absorbind apa din atmosferă .
-   Pentru menţinerea umidităţii scăzute, ambalarea tuturor legumelor deshidratate, trebuie să se facă în ambalaje ermetice, impermeabile faţă de vaporii de apă din atmosferă .
-  Ambalajele cele mai corespunzătoare sunt cutiile şi bidoanele de tablă cositorită, cutiile de carton, în care legumele deshidratate sunt ambalate după ce în prealabil au fost introduse în saci de material plastic de grosime 0,10–0,12 mm sudaţi .
Fiecare ambalaj trebuie să asigure protecţia completă a produsului deshidratat împotrive umidităţii, luminii şi aerului, impurităţilor, microflorei şi mirosurilor străine .
În ultimul timp, pentru a se menţine umiditatea minimă în produsele deshidratate ambalate, se practică introducerea în ambalaje ermetice a unor substanţe desicante ca, de exemplu, oxidul de calciu, clorura de calciu etc., care absorb umiditatea din ambalaj şi chiar din produs . Aplicarea acestui procedeu duce la micşorarea degradărilor calitative în cursul depozitării prin inhibarea sau reducerea la minimum a proceselor biochimice şi  microbiologice .
Degradarea calitativă a legumelor deshidratate respectiv neenzimatică, după unii autori, este favorizată şi de prezenţa oxigenului, în afară de fenomenele oxidative care pot avea loc în timpul depozitării .
Prevenirea acestor degradări se poate face prin substituirea aerului (eliminarea oxigenului) din ambalajele cu produse, prin gaze inerte – azot, bioxid de carbon .
În cutiile metalice, gazul inert se introduce după închiderea ermetică a ambalajelor, printr-un orificiu în capac, care ulterior se sudează, sau cu ajutorul unor maşini se închid cutiile în vid sau în atmosfera de gaz inert fără a mai fi necesară perforarea capacului .
 

Uscatoare.ro