Food preservationとは、腐敗を避け、食品の貯蔵寿命を延ばすために行われるプロセスまたは技術を指します。 異なる保存および処理技術が図１ ０に提示される。 5 .

参照から再作成された食品保存および処理方法の分類

物理的処理

乾燥

乾燥または脱水蒸発によって固体か液体の食糧から水を取除くことの。 乾燥の目的は、十分に低い含水量を有する固体生成物を得ることである。 これは、食品保存の最も古い方法の一つです。 水は、微生物および酵素が食物腐敗機構を活性化するための前提条件である。 この方法では、水分含有量は、これらの微生物の活性が阻害される点まで低下する。 ほとんどの微生物は0.95以上の水分活性で成長することができます。 細菌は0.9の下の水活動で不活性です。 微生物のほとんどは0.88以下の水分活性で成長することはできません。

乾燥には多くの利点があります。 それは食糧の重量そして容積を減らし、食糧貯蔵、包装および交通機関を促進し、また異なった味および臭いを提供します。 これらすべての利点により、乾燥は明らかに食品保存の最も安価な方法です。 しかし、このプロセスにも制限があります。 場合によっては、乾燥後に風味および香りの有意な損失が観察されている。 ビタミンC、チアミン、蛋白質および脂質のようなある機能混合物はまた乾燥のために失われます。

乾燥の分類乾燥は、対流、導電性、および放射性の三つの主要なグループに分類することができます。 対流乾燥は、90％以上の脱水食品を得るための最も一般的な方法です。 動作モードに応じて、乾燥機はバッチまたは連続として分類することができます。 小規模な操作および短い滞留時間のために、バッチドライヤーは好まれます。 乾燥の連続的な方法は長い周期的な操作が要求され、乾燥の費用が削減するために必要であるとき優先です。

さまざまな食品の乾燥果物、野菜、肉、魚などの食品は、乾燥することによって処理されます。

さまざまな食品の乾燥果物、野菜、肉、魚などの食品は、乾燥 インスタントコーヒーおよび茶はまた噴霧乾燥か凍結乾燥によって作り出されます。 異なる食品の処理温度および乾燥時間を表５に示す。

低温殺菌低温殺菌は、食品を特定の温度まで加熱して腐敗の原因となる微生物や酵素を破壊 ほとんどすべての病原菌、酵母、カビはこのプロセスによって破壊されます。 その結果、食物の貯蔵寿命が増加する。 このプロセスは、1862年にこのプロセスを実験したフランスの科学者Louis Pasteur（1822-1895）にちなんで命名されました。 彼はワインとビールを扱うためにこのプロセスを使用しました。 表6は、さまざまな食品を保存するための低温殺菌プロセスの用途を示しています。

低温殺菌技術低温殺菌の効率は、温度–時間の組み合わせに依存します。 この組み合わせは、主に耐熱性微生物の熱死時間研究に基づいています。 温度および熱露出に基づいて、低温殺菌は大桶（バッチ）、高温短い時間（HTST）、および超高度の温度（UHT）として分類することができます;HTSTおよびUHTは連続プロセスで バット低温殺菌器は100-500ガロンの容量を持っている小さい植物のために適しています。 Vat低温殺菌は、過熱、過保持、または燃焼を防ぐために一定の監督を必要とします。 高温短時間（HTST）低温殺菌は洗練された制御システムが、ポンプ、流れの転換装置または弁および熱交換器装置装備されている連続プロセスの低温殺菌 HTST低温殺菌は、「フラッシュ低温殺菌」としても知られています。 バットおよびHTSTの低温殺菌は病原性のある微生物を効果的に滅びる。 しかし、熱抵抗性胞子を不活性化するために、超高温（UHT）低温殺菌は、VATおよびHTSTよりも効果的である。 食品の熱処理中に、最小限の物理的、化学的、または生物学的変化が起こる。 加熱が行われた後、製品は無菌容器に無菌的に包装される。 UHTの低温殺菌されたプロダクトは他の低温殺菌されたプロダクトより長い保存性を過します。 表7は、3つの低温殺菌方法の比較を示している。

低温殺菌プロセスの高熱は、低温殺菌中にいくつかのビタミン、ミネラル、およ 低温殺菌の温度で、ビタミンCは20%減り、溶けるカルシウムおよびリンは5%減り、チアミンおよびビタミンB12は10%減ります。 フルーツジュースでは、低温殺菌によりビタミンC、アスコルビン酸およびカロチンの減少を引き起こす。 しかし、これらの損失は、栄養の観点から軽微であると考えることができる。

熱殺菌

熱殺菌は、すべての生存可能な微生物（酵母、カビ、栄養細菌、および胞子形成体）を完全に破壊し、貯蔵寿命を長くする熱処理プロセ レトルト処理と無菌処理は、熱殺菌の二つのカテゴリです。 熱殺菌は低温殺菌とは異なります。 低温殺菌と滅菌との間の異なる基準の比較を表８に示す。

レトルト

レトルトは、容器内の食品の包装に続いて滅菌と定義されています。 4.5の上のpHの食糧は殺菌の温度として100°C以上要求します。 そのような温度の達成はバッチか連続的なレトルトで可能である場合もある。 バッチレトルトは徐々に継続的なシステムに取って代わられています。 流体静力学のレトルトおよび回転式炊事道具は食品工業で使用される共通の連続システムである。 表9は、バッチおよび連続レトルトの異なる基準を示しています。

無菌包装

無菌包装は、商業的に滅菌された食品を滅菌されたパッケージに入れ、その後 従来の無菌包装は、紙やプラスチック材料を利用しています。 滅菌は、熱処理によって、化学的処理によって、またはそれらの両方を帰属させることによって達成することができる。 無菌包装がジュース、乳製品、トマトのりおよびフルーツの切れを維持するのに非常に使用されています。 一例として、UHT低温殺菌プロセスは、液体ミルクの貯蔵寿命を19日から90日に延長することができますが、uht処理と無菌包装を組み合わせることで、貯蔵寿命を6ヶ月以上に延長することができます。 無菌処理に使用されるパッケージは、相対軟化温度を有するプラスチックから製造される。 さらに、無菌詰物は包装材料の広い範囲をを含む受け入れることができます: （a）過熱蒸気で滅菌した金属缶、（b）高温過酸化水素で滅菌した紙、箔、プラスチック積層板、および（c）高圧蒸気で滅菌した様々なプラスチックおよび金属容器。 パッケージの広い変化はこうして無菌包装の実力を高め、費用を減少する。

無菌包装の直接的なアプローチは、蒸気差止命令と蒸気注入で構成されています。 一方、無菌包装の間接的なアプローチには、プレート熱交換器、廃棄された表面熱交換器、および管状熱交換器を介して熱を交換することが含まれる。 蒸気注入は、加熱の最速の方法の一つであり、多くの場合、いくつかの食品から揮発性物質を除去します。 逆に、蒸気注入は、蒸気注入よりも処理条件をより高い制御を提供し、製品の過熱のリスクを最小限に抑えます。 蒸気注入は、粘性のある食品を治療するのに適しています。 管状の熱交換器はより高い圧力および流動度の操作のために採用される。 これらの交換器は生産能力の変化に抗するために非常に適用範囲が広くないし使用は低い粘性食糧にだけ限られます。 一方、プレート交換器は、これらの問題を克服する。 但し、頻繁なクリーニングおよび殺菌の条件はこの交換体を食品工業でより少なく普及したようにしました。

凍結

凍結は、凍結温度以下の水から氷を形成することにより、物理化学的および生化学的反応を遅くし、したがって、食品中の悪化および病原性微生物の増殖を阻害する。 それは、食品中の液体の水の量を減少させ、水の活動を減少させる。 食品の凍結中の熱伝達は、同時に相転移および熱特性の変化の複雑な状況を伴う。 核形成と成長は、凍結の二つの基本的な逐次過程である。 核形成は、結晶サイズのその後の増加を示す”成長”プロセスが続いている氷結晶の形成を意味します。

凍結時間凍結時間は、製品の初期温度をその熱中心で所定の温度に下げるのに必要な時間として定義されます。

凍結時間は、製品の初期温度 一般に、食物組織のゆっくりとした凍結は、細胞外空間に大きな氷結晶を形成するが、急速凍結は組織全体に分布する小さな氷結晶を生成する。 国際冷凍研究所（1986）は、食品および凍結装置に関連して凍結時間の様々な要因を定義する。 製品の寸法と形状，初期温度と最終温度，冷凍媒体の温度，製品の表面熱伝達係数，製品のエンタルピーと熱伝導率の変化が最も重要な要因である。

個々の急速凍結個々の急速凍結（IQF）は、一般的にグリーンピース、カット豆、カリフラワー片、エビ、肉の塊、および魚のような固形食品の急速凍結に関連しています。

個々の急速凍結（IQF）は、一般的にグリーンピース、カット豆、カリフラワー片、エビ、 一方、フルーツジュース、マンゴーパルプ、パパイヤパルプのような液体、パルプまたは半液体製品に関連する凍結は、急速凍結として知られています。 急速凍結によって形成された氷の結晶は、はるかに小さく、したがって、食品の細胞構造または質感へのより少ない損傷を引き起こす。 より短い凍結期間は塩の拡散を妨げ、凍結の間に食糧の分解を防ぐ。 IQFはまた結果として生じるコスト削減の商業凍結の植物のための高容量を可能にする。 しかし、急速凍結プラントを設置するには、より高い投資が必要です。 接触板凍結、エアブラスト凍結、および極低温凍結などのさまざまな急速凍結技術が、食品を処理するために使用されます。 水産物の異なる急速凍結技術の比較を表10に示す。

冷却

冷却プロセスでは、食品の温度は-1と8℃の間に維持されます。 冷えるプロセスはプロダクトの最初の温度を減らし、延長された一定期間のためのプロダクトの最終的な温度を維持します。 生化学的な、微生物学的な変更の率を減らし、また新しく、処理された食糧の保存性を拡張することを使用します。 実際には、凍結プロセスは、<15℃で冷却が行われる場合、しばしば冷却と呼ばれます。 部分的な凍結は現代食品工業の生鮮食品項目の保存性を拡張するために適用されます。 このプロセスは極度の冷えることとして知られている食糧の氷の形成を減らします。冷えることは連続的な空気クーラー、氷銀行クーラー、版の熱交換器、jacketed熱交換器、氷の実施システム、真空の帰属システムおよび低温学の部屋のようなさまざま 冷える率は食糧の熱伝導性、最初の温度、密度、含水率、食糧貯蔵容器のふたの有無、食品包装装置としてポリ袋の存在、および食糧単位のサイズそして重 表11は、固体および液体の食品を冷却するための様々な方法を説明しています。

冷却冷却ストレージの利点と欠点は、その効果的な短期保存能力のために広く使用されています。 冷えることは微生物の成長を遅らせ、そのままな植物のティッシュの収穫後の新陳代謝の活動および動物のティッシュのpost-slaughter新陳代謝の活動を防 それはまた、酵素触媒による酸化的褐変、脂質の酸化、および色分解に関連する化学変化を含む悪化する化学反応を妨げる。 それはまた魚の自己分解を遅らせ、食糧の栄養価値の損失を引き起こし、そして最終的に湿気損失をbares。 冷えることはこのプロセスが特殊な装置および構造修正を要求するので高い資本集約的である。 冷えることは指定食料品のcrispinessを減らすかもしれない。 冷えるプロセスはまた冷えるプロセスの主要な限定であるunwrapped食糧表面を水分を取り除きます。

照射

照射は、物質が明確な線量の電離放射線（IR）を受ける物理的プロセスです。 IRは自然で人工的であり得る。 自然赤外線は、一般的に、X線、ガンマ線、および高エネルギー紫外線（UV）放射を含み、人工的に生成されたIRは、加速電子と誘導された二次放射線である。 IRは40カ国で60種類以上の食品に使用されています。 IRの効果は下記のものを含んでいます: (a)穀物、果物、野菜の消毒、(b)発芽を阻害または成熟および老化の速度を変化させることによる果物および野菜の貯蔵寿命の改善、および(c)腐敗生物の不活性化による食品の貯蔵寿命の改善および食品媒介病原体の不活性化による食品の安全性の向上。 食品照射技術の異なる要因を表12に列挙する。

照射の規制限界食品に送達されるIR線量は、キログレー（kGy）で測定される。 1灰色は、照射された材料の1kgによって吸収される電離エネルギー線量に相当する。 IR規制の制限は、立法機関によって設定されています。 規制当局に応じて、これらの制限は、最小用量、最大用量、または承認された用量範囲として表すことができる。 表13に、食品照射用途のさまざまな規制限界を示します。

照射の影響脂質、炭水化物、タンパク質、ミネラル、ほとんどのビタミンなどの栄養パラ 高用量では、IRはいくつかの微量栄養素、最も顕著なビタミンA、B1、C、およびEの損失を引き起こす可能性がありますFDAによると、IRは従来の食品加工

高圧食品保存

高静水圧または超高圧処理（HPP）技術は、食品中の微生物を殺すために900MPaまでの圧力帰属を伴います。 このプロセスはまた食糧の腐敗を不活性にし、化学および酵素の悪化プロセスの手始めを遅らせ、そして食糧の重要で物理的な、physiochemical特徴を保ちます。 HHPにプロセスの間にビタミン、味および色の分子を低下させないで重要な保存方法として役立つ潜在性があります。 高い栄養価の新鮮さそして改善された好みはHPPの技術の無比の特徴です。 このプロセスはまたエネルギー消費が非常に低く、最低の流水が排出するように要求されるので、環境の友好的である。 この技術の主な欠点は、高い資本コストです。 さらに、この技術に関する限られた情報と懐疑的な見方も、HPPプロセスの幅広い適用を制限しています。

メカニズムおよび働き主義HPプロセスはLe Chatelierの主義および静水圧主義に続きます。 ル-シャトリエの原理によれば、平衡における生化学的および物理化学的現象は、体積の変化を伴い、したがって圧力の影響を受ける。 プロダクトの形、サイズ、または幾何学にもかかわらず、静水圧の主義は食糧システム中の即刻および均一圧力伝送に頼る。 HPプロセスは、体積の変化が関与するすべての反応および構造変化に影響を及ぼす。 細胞膜の破壊および透過性の複合効果は、微生物の増殖を殺すかまたは阻害する。 栄養細胞は周囲温度で3000バールの圧力（おおよそ）で不活性化されるが、胞子の不活性化は60℃から70℃までの温度上昇と組み合わせてはるかに高い圧力を必要とする。 容器加工とバルク加工は、高圧下で食品を保存する二つの方法です。 表14は、高圧下での食品の容器内およびバルク処理の利点および制限を示しています。

パルス電界

パルス電界（PEF）食品加工は、食品を二つの電極の間に20-40kv/cm）。 一般に、ＰＥＦ処理時間は１秒未満である。 このプロセスの低い処理の温度そして短い滞留時間は微生物の非常に効果的な不活性化を可能にする。 ＰＥＦ処理はグラム陽性菌よりもグラム陰性菌を破壊するのに非常に効果的である。 栄養細胞は、このプロセスに対して胞子よりもはるかに敏感である。 すべての細胞死は、細胞膜機能およびエレクトロポレーションの破壊のために起こる。 PEF技術は、食品の味、風味、色を保持します。 さらに、この技術は毒性ではない。 しかし、このプロセスは酵素や胞子に影響を与えません。 また、導電性材料には適しておらず、液体食品の治療にのみ有効です。 このプロセスは広範なエネルギーであり、環境リスクを有する可能性があります。

液体食品の保存HPPやPEFなどの非熱的な食品保存プロセスは、熱処理よりも効果的であることが報告されています。 PEFによって達成される微生物の不活性化は、主に電界強度（20-40kV/cm）および処理中に生成されるパルス数に依存する。 腐敗および病原性微生物の大部分はPEFに感受性であることが見出されている。 しかしながら、植物または動物細胞の処理は、高い電界強度およびより高いエネルギー入力を必要とし、処理コストを増加させることに留意されたい。 さらに、この種の電界強度は、固形食品の構造を破壊する可能性がある。 したがって、PEFは液体食品を保存するのにより有利である。 PEFによる微生物不活性化は、果物または野菜ジュース、牛乳、液体卵、および栄養ブロスに有効であることが見出されている。

処理パラメータ食品の異なる種類は、PEFプロセスを使用して処理されます。 異なるＰＥＦ処理食品の処理パラメータを表１ ５に列挙する。

生物学的プロセス：発酵

発酵方法は、食品を保存するために微生物を使用します。 この方法は、微生物および／または酵素の作用による炭水化物の分解を含む。 細菌、酵母、およびカビは、乳製品、穀物ベースの食品、および肉製品などの食品の広い範囲の発酵に関与する微生物の最も一般的なグループです。 発酵は、食品の栄養価、健康性、消化性を高めます。 これは多くの有毒な化学防腐剤の健康的な代替品です。

発酵の分類発酵は自発的または誘発することができる。 食品加工に使用される発酵にはさまざまな種類があります。 異なる食品発酵技術のメカニズムを簡単に以下に説明します：

アルコール発酵は、アルコールと二酸化炭素にこれを変換する”ヘキソース”と呼ばれる単 発酵製品の品質は、アルコールの存在に依存する。 このプロセスでは、acetobacterのような好気性の微生物の行為を、避けるために空気はプロダクトから除かれます。 このプロセスはプロダクトのより長い保存性を保障する。 次の式は、ヘキソースの変換によるアルコール発酵を示しています

酢の発酵はアルコール発酵の後に行われます。 Acetobacterは過剰な酸素の存在下でアルコールを酢酸に変換する。 この方法では、食品はピクルス、レリッシュなどとして保存されます。 . 酢の発酵は、アルコールの酸化によって酢酸と水をもたらす

乳酸発酵は、ホモ発酵とヘテロ発酵の二つのタイプの細菌の存在のために行われます。 ホモ発酵体は、解糖系（Embden–Meyerhof経路）を介して主に乳酸を産生する。 6-ホスホグルコン酸/ホスホケトラーゼ経路を介して、エタノール、酢酸、二酸化炭素のかなりの量と乳酸を産生する。ホモラクティック発酵-1モルのグルコースの発酵は、乳酸の2モルをもたらす

ヘテロラクティック発酵—グルコース1モルの発酵は、乳酸、エタノール、二酸化炭素のそれぞれ1モルをもたらす