konzerviranje hrane, skupina postupaka kojima je cilj što više i što dulje očuvati izvornu kvalitetu hrane, tj. spriječiti njezino kvarenje i degradaciju uništavanjem ili uklanjanjem najčešćih uzročnika kvarenja – mikroorganizama (bakterije, kvasci i plijesni), ili pak stvaranjem uvjeta nepovoljnih za njihov rast i razvoj te usporavanjem ili onemogućavanjem enzimskih reakcija i drugih degradacijskih promjena pojedinih sastojaka hrane prouzročenih neodgovarajućim temperaturama, prisutnošću zraka odn. kisika, svjetla, vode itd. Konzerviranjem hrane smanjuje se količina otpada te troškovi i utjecaj proizvodnje hrane na okoliš te povećava učinkovitost prehrambenih sustava. Postupci konzerviranja hrane temelje se na načelima abioze – mikroorganizmi se izdvajaju iz hrane ili se uništavaju uz istodobnu zaštitu od kontaminacije (termičko konzerviranje, kemosterilizacija, ionizirajuće zračenje), odn. anabioze – stvaranjem nepovoljnih uvjeta za njihov rast i razvoj mikroorganizmi se potiskuju ili im se ograničava aktivnost (hlađenje, smrzavanje, koncentriranje, sušenje, konzerviranje tzv. prirodnim konzervansima, biološko konzerviranje). Prema svojstvima na kojima se temelje, postupci konzerviranja mogu se podijeliti na fizikalne, kemijske, biološke i kombinirane. U praksi se konzerviranje hrane najčešće provodi kombinacijom više različitih postupaka.
Termičko konzerviranje
Termičko konzerviranje postupak je konzerviranja hrane zagrijavanjem na temperaturu pri kojoj se uništavaju bakterije, plijesni i kvasci te inaktiviraju enzimi. Hrana se prije ili poslije zagrijavanja stavlja u hermetički zatvorenu ambalažu (→ konzerva), a vakuum nastao hlađenjem sprječava ponovnu kontaminaciju mikroorganizmima. Zagrijavanje može izazvati degradaciju sastojaka hrane pa joj se, ovisno o njezinim svojstvima, izborom odgovarajućega toplinskog režima (temperatura zagrijavanja, vrijeme trajanja postupka) nastoje očuvati organoleptička i nutritivna svojstva. Budući da se bakterije brže uništavaju pri nižoj vrijednosti pH, za slabo kiselu hranu (pH veći od 4,5 – npr. povrće, meso, riba mlijeko, gotova jela) primjenjuje se sterilizacija (hrana se zagrijava na temperaturu višu od 100 °C, uglavnom 121 do 130 °C), a za kiselu hranu (pH manji od 4,5, npr. voćni sokovi, kompot, marmelada, ukiseljeno povrće) pasterizacija (provodi se na temperaturi nižoj od 100 °C). Uočeno je da se pri istom sterilizacijskom učinku prirodna svojstva hrane znatno manje degradiraju ako se postupak provodi kraćim zagrijavanjem na višoj temperaturi nego duljim zagrijavanjem na nižoj temperaturi. Zbog toga se neki sterilizacijski postupci (npr. HTST, HSS, UHT) temelje na kratkotrajnom termičkom tretiranju pri razmjerno visokim temperaturama. Budući da je pritom nužno ostvariti brzu izmjenu topline s okolinom, pretežno konvekcijom, primjena im je uglavnom ograničena na sterilizaciju tekuće i polutekuće hrane. Termičko konzerviranje hrane provodi se u različitim izmjenjivačima topline, tunelskim pasterizatorima, šaržnim i kontinuiranim autoklavima, a izbor ovisi o tome sterilizira li se hrana prije ili nakon punjenja u ambalažu, pod normalnim ili pod povišenim tlakom, u vrućoj vodi ili vodenoj pari. U pripremi za konzerviranje povrća, često i voća, gotovo se redovito rabi blanširanje. Ponekad se ambalaža s termički konzerviranim proizvodima izobliči (konzerve se napuhnu, a metalni poklopci na staklenkama ispupče), tj. dolazi do pojave bombaže. Bombaža može uzrokovati oslobađanje plinova prisutnih u hrani prije zatvaranja u ambalažnu posudu (konzerva ili staklenka) ili povećanje obujma zbog bubrenja ili smrzavanja (tzv. fizikalna bombaža) ili može biti posljedica kvarenja: nastaje razvijanjem plinovitih proizvoda metabolizma mikroorganizama (mikrobiološka bombaža) ili kemijskim procesima (kemijska bombaža). Za ljudsko su zdravlje najopasnije konzerve deformirane mikrobiološkom bombažom; ako ju uzrokuje jedna vrsta mikroorganizama, obično je posljedica loše provedene sterilizacije (→ botulizam), a kada ju uzrokuje miješana flora, nastaje zbog nedovoljne hermetičnosti ambalaže.
Konzerviranje hlađenjem
Konzerviranje hlađenjem postupak je kratkotrajnog očuvanja izvornih svojstava hrane (nekoliko dana do nekoliko mjeseci) hlađenjem do temperature koja je nešto viša od ledišta njezina staničnoga soka te održavanjem na toj temperaturi pri određenoj relativnoj vlažnosti zraka, što je osobito važno pri konzerviranju voća i povrća. Time se usporavaju promjene hrane sa živim tkivima prouzročene metabolizmom i drugim životnim procesima (npr. dozrijevanjem kod voća) i promjene hrane s mrtvim tkivima prouzročene katalizom autohtonim enzimima i djelovanjem mikrobne populacije. Kod voća i povrća, osobito tropskog i suptropskoga podrijetla, optimalne temperature čuvanja nešto su više (npr. za neke vrste banana oko 15 °C), a izlaganjem nižim temperaturama, mada višima od temperature ledišta, može doći do posmeđivanja i promjene teksture tkiva, tzv. niskotemperaturnog oštećenja. Neka se hrana hladi ne samo zbog konzerviranja nego i kako bi joj se poboljšala kvaliteta, npr. mesu se hlađenjem poboljšavaju tekstura i druga organoleptička svojstva, a slično vrijedi i za sireve, vina i neke druge vrste hrane. Hlađenje pakirane hrane (npr. svježe meso na pliticama) često se provodi uz primjenu tzv. kontrolirane atmosfere (zrak sa smanjenim udjelom kisika i povećanim udjelom ugljikova dioksida), čime se hrani produljuje rok trajanja. Smatra se da konzerviranje hlađenjem najmanje pogoršava uporabna svojstva hrane od svih postupaka konzerviranja.
Konzerviranje smrzavanjem
Konzerviranje smrzavanjem postupak je konzerviranja kojim se hrana zbog kristalizacije sadržane vode, čime se zaustavljaju kemijski, biokemijski i mikrobiološki procesi odn. svi procesi kvarenja, može konzervirati na dugo, a pod nekim uvjetima i neograničeno vremensko razdoblje. Kvaliteta i trajnost hrane ovise o brzini smrzavanja i temperaturi čuvanja, a što je smrzavanje brže i temperatura niža, smrznuta je hrana kvalitetnija i trajnija. Prema brzini prodiranja faze leda u hranu postupci smrzavanja dijele se na spore, brze i vrlo brze, a prema načinu odvođenja topline na smrzavanje strujom hladnoga zraka (provodi se u komornim i tunelskim uređajima), uranjanjem u rashladno sredstvo (ukapljeni dušik i ugljikov dioksid, otopina šećera ili soli) te kontaktom s hladnim, najčešće metalnim površinama (rotirajući bubnjevi i dr.). U tunelskim uređajima za smrzavanje strujom hladnoga zraka, već prema prirodi i obliku hrane te prema tome je li pakirana (tada i prema debljini ambalažnoga materijala) ili nije, smrzavanje traje od nekoliko minuta do tri, pa i četiri sata. Hrana koja se sastoji od manjih komadića (npr. grašak, bobičasto voće) ili usitnjena u čestice prikladne veličine može se smrzavati u lebdećem odn. fluidizirajućem sloju. Na hladnim se površinama smrzava pakirana ili nepakirana hrana nepravilna oblika te tekuća i polutekuća hrana. Uranjanjem u rashladna sredstva smrzava se samo ambalažirana hrana, a iako je sam postupak brži od ostalih, uz nastajanje mikrokristala vode čime su svojstva hrane sačuvana bolje nego pri uporabi drugih postupaka smrzavanja, zbog visokih se troškova primjenjuje samo kada je vrijednost hrane koja se konzervira dovoljno velika. Prije smrzavanja povrće se redovito blanšira kako bi se inaktivirali enzimi, a neke se vrste voća tretiraju askorbinskom kiselinom ili prelijevaju šećernim sirupom da bi se spriječile neželjene promjene organoleptičkih svojstava.
Konzerviranje koncentriranjem (ugušćivanjem)
Konzerviranje koncentriranjem (ugušćivanjem) postupak je konzerviranja kojim se iz tekuće i kašaste hrane (npr. voćni sokovi, sokovi od povrća) uklanja voda do udjela od približno 30%, čime se, uz dovoljno nisku vrijednost pH, zaustavlja mikrobna aktivnost. Temelji se na osmoanabiozi (anabiozi uzrokovanoj povećanjem osmotskoga tlaka), ponekad u kombinaciji s acidoanabiozom (anabioza uzrokovana povećanjem kiselosti). Najčešće se provodi uparavanjem u isparivačima (→ isparavanje) pri sniženome tlaku kako bi se postigla što niža temperatura isparavanja vode te u što kraćem vremenu kako bi se spriječio gubitak arome koju čine vrlo hlapljive tvari i one s vrelištem bliskim vrelištu vode te time dobio kvalitetniji koncentrat. To je osobito važno pri uparavanju ponajprije kašastih sokova osjetljivih na termičku obradbu, pa se danas uglavnom rabe sustavi za isparivanje iz tankoga sloja (filma), a postrojenja za konzerviranje koncentriranjem konstruiraju se kao kombinacija stanice za isparavanje i stanice za rekuperaciju i koncentriranje nosilaca arome. Konzerviranje koncentriranjem provodi se i kriokoncentriranjem odn. koncentriranjem smrzavanjem koje obuhvaća frakcijsku kristalizaciju vode iz soka smrzavanjem i razdvajanjem kristala leda od koncentrata, čime se dobiva koncentrat s gotovo potpuno očuvanim organoleptičkim svojstvima sirovoga soka, te primjenom membranskih procesa. Izbor postupka ovisi o vrsti namirnice, njezinim fizikalno-kemijskim svojstvima, osjetljivosti na toplinu te željenom udjelu suhe tvari, a obično se primjenjuje u kombinaciji sa sterilizacijom, hlađenjem i sl.
Konzerviranje sušenjem
Konzerviranje sušenjem postupak je kojim se Sunčevim zračenjem i prirodnim strujanjem zraka (prirodno sušenje, ograničeno na neka klimatska područja i prikladno samo za neku vrstu hrane) ili pod kontroliranim mikroklimatskim uvjetima, zagrijanim zrakom u različitim tipovima postrojenja, sušnicama, prilagođenima pojedinim vrstama hrane (umjetno sušenje, tj. dehidratacija) uklanjanjem vode iz hrane do udjela od 10% (rjeđe i više) onemogućava mikrobna aktivnost te kvarenje drugim, osobito kemijskim promjenama. Sušenje mesa i ribe kombinira se sa soljenjem i dimljenjem, tekuća i polutekuća hrana suši se raspršivanjem u struji vrućega zraka čime se dobivaju stabilni praškasti proizvodi kojima se lako rukuje, a primjenjuju se i mnogobrojni postupci sušenja dehidratacijom na velikim površinama. Jedan od najvažnijih specifičnih postupaka dehidratacije hrane je liofilizacija – postupak dehidratacije duboko smrznute hrane sublimacijom. Kako bi se očuvala kvaliteta ovako konzervirane hrane, rehidratacija i dodir s kisikom onemogućavaju se odgovarajućim skladištenjem i ambalažom od prikladnih plastičnih folija, laminata i limova u koju se prije zatvaranja mogu dodati desikanti za dosušivanje, a pakiranje se često provodi u inertnoj atmosferi.
Konzerviranje biološkim postupcima
Konzerviranje biološkim postupcima (fermentacijom) temelji se na kontroliranoj primjeni čistih kultura nekih mikroorganizama, najčešće laktobacila, čijim metabolizmom nastaju kemijski spojevi (mliječna kiselina, etanol, octena kiselina) koji stvaraju nepovoljne uvjete za razvoj uzročnika kvarenja hrane, a istodobno oplemenjuju hranu kojoj su dodani (npr. fermentirane masline, kiseli kupus i drugo povrće, sirevi, jogurt, mesne prerađevine). Postupak konzerviranja fermentacijom obuhvaća i održavanje potrebne temperature, koncentracije soli i pH te osiguranje prikladnih sanitarnih uvjeta.
Konzerviranje dodatcima
Konzerviranje dodatcima postupak je stvaranja nepovoljnih uvjeta za mikrobnu aktivnost primjenom tzv. prirodnih konzervansa (tvari koje su također hrana, npr. šećer, ili se rabe za priređivanje hrane, npr. kuhinjska sol, alkohol, ocat) ili konzervansa u užem smislu, tj. tvari koje nisu hrana (tzv. kemijski ili umjetni konzervansi). Nerijetko se kombinira s pasterizacijom. Konzerviranje prirodnim konzervansima temelji se na osmobiotičkom (šećer i kuhinjska sol), acidoanabiotičkom (ocat) te antiseptičkom djelovanju (alkohol). Dodatkom šećera konzervira se najčešće voće (→ voćne prerađevine). Ako je koncentracija šećera do 65%, za postizanje osmobiotičkoga djelovanja potrebno je zakiseljavanje i blago zagrijavanje te zaštita od zraka, što u proizvodima s koncentracijom šećera od 70% i više (kandirano voće, kondenzirano i zaslađeno mlijeko) nije potrebno. Konzerviranje dodatkom kuhinjske soli (soljenje, usoljavanje) se, osim na osmoanabiozi, temelji i na dehidrataciji hrane plazmolizom te specifičnom djelovanju iona klora koji se upleće u metabolizam mikroorganizama inhibicijom nekih enzima. Hrana se soli ili dodavanjem čvrste kuhinjske soli (nasuho) ili salamurenjem (zalijevanjem njezinom koncentriranom otopinom). Mikroorganizmi podnose različite koncentracije kuhinjske soli, npr. neke plijesni i površinski kvasci i veće od 20%; ipak, pri tim se koncentracijama broj i aktivnost mikroorganizama općenito znatno smanjuje. Konzerviranje octom temelji se na acidoanabiozi octenom kiselinom (većina bakterija ne podnosi kiselost otopina s pH manjim od 4,2) i poremećajima metabolizma koje ta kiselina uzrokuje upletanjem u enzimske reakcije. Za neke je bakterije smrtonosna koncentracija octene kiseline 4 do 6%, a neke podnose i veće koncentracije. Konzerviranje octom kombinira se uglavnom s konzerviranjem solju ili pasterizacijom. Primjena konzerviranja etanolom ograničena je na voće, a provodi se prelijevanjem jakih alkoholnih pića s volumnim udjelom etanola od 25 do 50% (rakija) preko šećerom posutoga voća u staklenkama, najčešće jagoda, trešanja, šljiva, bresaka, marelica i sl. Tako konzervirano voće čuvano na hladnom i tamnom mjestu može trajati i nekoliko godina. Konzerviranje tzv. kemijskim (umjetnim) konzervansima temelji se na dodatku tvari koje u vrlo malim koncentracijama oštećuju stanične stijenke mikroorganizama ili ometaju enzimske procesa važne za njihov metabolizam, sprječavajući im tako aktivnost ili, rjeđe, uništavajući ih. Konzervansi koji se najčešće rabe su sulfiti, nitriti, benzojeva i sorbinska kiselina, a njihovo djelovanje ovisi o njihovoj koncentraciji te kemijskom sastavu i kiselosti hrane (što je pH hrane niži, učinak im je jači). Uglavnom se rabe za konzerviranje poluprerađevina iz kojih se tijekom daljnje preradbe potpuno uklanjaju ili im se koncentracija smanjuje na neznatnu mjeru. Kemijski se konzervansi općenito rabe u malim koncentracijama te se, kad god je to moguće, nastoje primijeniti drugi postupci konzerviranja. Njihova je uporaba u gotovim proizvodima u svakoj zemlji regulirana posebnim propisima.
Konzerviranje ionizirajućim zračenjem
Konzerviranje ionizirajućim zračenjem postupak je konzerviranja kojim se razmnožavanje mikroorganizama, parazita (→ parazitizam) i kukaca (→ štetnici) sprječava oštećivanjem njihove DNA reakcijom s ionskim parovima i slobodnim radikalima nastalima djelovanjem energije zračenja na hranu, bez znatnog povišenja temperature. Ovisno o jakosti zračenja, postupak se rabi i za usporavanje ili odgađanje fizioloških procesa u voću i povrću (prijevremeno zrenje, klijanje ili proklijavanje) čime se smanjuju gubitci hrane. Hrana se ionizirajućim zračenjem smije konzervirati samo ako postoji stvarna tehnološka potreba, ne ugrožava se zdravlje, koristi potrošaču i ne primjenjuje se kao zamjena za uobičajenu dobru higijensku, proizvođačku i poljoprivrednu praksu. Utjecaj konzerviranja zračenjem na prehrambenu vrijednost hrane približno je jednak utjecaju drugih postupaka konzerviranja, a nastajanje toksičnih ili kancerogenih tvari te inducirana radioaktivnost u hrani ozračenoj dopuštenim vrstama i dozama zračenja do sada nisu utvrđeni. Izvori ionizirajućega zračenja, uvjeti pod kojima mu se hrana može podvrgavati, vrsta hrane koja se zračenjem može konzervirati te doze koje se smiju primijeniti propisani su zakonima i pravilnicima pojedinih država. U Hrvatskoj (i EU) se kao izvori zračenja smiju rabiti radionuklidi (kobaltov 60Co i cezijev 137Cs), rendgenske zrake iz uređaja koji rade na energetskoj razini od 5MeV ili nižoj te elektroni proizvedeni u akceleratorima koji rade na energetskoj razini od 10 MeV ili nižoj, a dopušteno je konzervirati sušeno aromatično, čajno i začinsko bilje, začine, sušeno povrće i voće, arapsku gumu (guma za žvakanje), jaja u prahu, smrznuta jaja i proizvode od jaja. Pojedine zemlje EU-a (Irska, Belgija, Francuska, Nizozemska i Češka) dopuštaju i konzerviranje peradi, žabljega mesa, riba, rakova i školjki, svježega voća i povrća, žitarica te žitnih pahuljica, dok je na razini EU-a ionizirajućim zračenjem dopušteno konzervirati samo sušeno aromatično bilje, začine i biljne mješavine. Prema propisima, na deklaraciji takve hrane, pa i ako je ozračen samo jedan njezin sastojak, obvezno mora biti naveden izraz »ozračeno« ili »podvrgnuto ionizirajućem zračenju«. Ponekad se ambalaža hrane konzervirane ionizirajućim zračenjem označava međunarodnim simbolom Radura (od engl. radurization; osmišljen u Nizozemskoj u 1960-ima) koji su odobrile Organizacija za prehranu i poljoprivredu Ujedinjenih naroda (FAO) i Svjetska zdravstvena organizacija (WHO).
