پاورپوینت جزوه شیمی و تکنولوژی مواد غذایی پی جی فیلاوز

بسم الله الرحمن الرحیم

شیمی و تکنولوژی مواد غذایی
۲ واحد نظری ( رشته شیمی کاربردی)

نام منبع و مولف: تکنولوژی فراورش غذا( اصول و کاربرد)، پی. جی. فیلاوز، ترجمه مرتضی سهرابی

جایگاه درس
درس شیمی و تکنولوژی مواد غذایی یک درس دو واحدی نظری همراه با یک واحد عملی از دروس اختیاری رشته شیمی کاربردی است.

از نظر مصرف کننده، مهمترین کیفیت غذا مشخصه های احساسی آن (بافت، طعم، بو، شکل و رنگ) است. این خواص سبب گزینش محصولات معینی توسط خریداران می شود. تفاوتهای جزئی بین تولیدات تجارتی از یک ماده غذایی خاص می تواند اثر مهمی بر پذیرش محصول یک کارخانه معین داشته باشد.

بسیاری از غذاهای مایع، طی فراورش از محلی به محل دیگر منتقل می شوند .
غذاهایی به صورت گرد نرم و یا متشکل از قطعات کوچک را نیز برای سهولت عمل به شکل سیال در می آورند.
سیالات معمولاً به استاتیک (ایستایی) و دینامیک (پویایی) تقسیم می شوند.

هنگامی که سیالی در یک دستگاه فراورش جریان یابد با اتلاف انرژی ناشی از اصطکاک و تغییرات انرژی های پتانسیل، جنبشی و فشاری، همراه خواهد بود.
طبق معادله برنولی:

که P(Pa) فشار، (kg.m-3)چگالی سیال، g(9.81ms-2) شتاب گرانشی زمین، v(m.s-1) سرعت سیال، وz(m) ارتفاع است. زیروند 1 به موضع 1 و زیروند 2 به موضع 2 در خط لوله ارتباط دارند.

جریان سیال با عدد رینولدز (Re) مشخص می شود. عدد مذکور به صورت زیر محاسبه می شود:

که D(m) قطر لوله ، ( m.s-1) vسرعت متوسط ،
.m-3)kgp( چگالی سیال و(N.sm-2) μ گرانروی سیال است.

عدد رینولدز کوچکتر از 2100 مبین جریان آرام است.
عدد رینولدز بزرگتر از 4000 نشانه جریان آشفته است.
در اعداد رینولدز بین 2100 و 4000، جریان، گذرا نامیده می شود.

بسیاری از عملیات واحدی در فراورش غذا با تبادل حرارت با ماده غذایی همراه است.
حرارت معمولاً به سه طریق منتقل می شود:
تابش
رسانش
مرفت

دمای هر نقطه از غذا، طی فراورش بستگی به مدت حرارت دادن و یا خنک کردن و نیز محل مورد نظر دارد. لذا دما به طور مداوم تغییر می کند. عوامل موثر بر تغییرات دما عبارت اند از:
دمای منبع حرارت دهنده
گرمارسانندگی غذا
گرمای ویژه غذا

سرعت انتقال حرارت از یک سیال داغ به سطح غذا، از معادله زیر به دست می آید:

که Q(Js-1) سرعت انتقال حرارت، A(m2) سطح انتقال، s θ دمای سطح ،b θ دمای توده سیال و hs(Wm-2K-1) ضریب انتقال حرارت سطحی ( یا لایه ای ) است.

ضریب انتقال حرارت سطحی بستگی به خواص فیزیکی سیال(مثلاً چگالی، گرانروی، گرمای ویژه) و شتاب گرانشی (که به علت تغییر در چگالی سبب چرخش سیال می شود) و اختلاف دما و نیز طول یا قطر محفظه ی مورد بررسی دارد.
عبارت هایی که این عوامل را به یکدیگر ارتباط می دهند. به صورت یک دسته اعداد بدون بعد داده می شوند:
عدد نوسلت
عدد پرنتل
عدد گراشوف

مجموع مقاومت های موجود در برابر جریان حرارت، به ضریب انتقال حرارت کلی موسوم است.
سرعت انتقال حرارت را می توان با رابطه زیر بیان کرد:

کمیت مهمی است که از آن می توان در محاسبه کارآیی گرمایشی یا سرمایشی تجهیزات مختلف فراورش سود جست.

اگر یک ماده غذایی جامد توسط سیالی گرم و یا سرد شود، مقاومت های موجود در برابر انتقال حرارت شامل ضریب سطحی انتقال حرارت و گرمارسانندگی غذاست.
این عوامل از طریق عدد بیو (Bi) به یکدیگر ارتباط می یابند:

اگر عدد بیو کوچک باشد (Bi<0.2)، لایه سطحی، مقاومت اصلی را در برابر جریان حرارت تشکیل می دهد.
اما در اغلب موارد Bi>0.2، گرمارسانندگی غذا محدود کننده سرعت انتقال حرارت است.

منابع انرژی فراورش غذا
برق
گاز طبیعی و گازهای نفتی مایع شده
سوخت های مایع نفتی
سوخت های جامد (آنتراسن، زغال سنگ، چوب و زغال چوب)
برای حرارت دادن به غذا روش های مستقیم و غیرمستقیم به کار می رود ولی فقط از روش غیرمستقیم، جهت سردکردن غذا استفاده می شود.

در روش مستقیم، محصولات گرمای حاصل از احتراق یک سوخت در تماس مستقیم با غذا قرار می گیرند و لذا خطر آلودگی غذا به مواد بودار و یا مواد حاصل از احتراق ناقص وجود دارد. به این دلیل، فقط از سوخت های گازی و به میزان کمتری از سوخت های مایع استفاده می شود.
در روش های گرمادهی غیرمستقیم از یک تبادلگر حرارتی به منظور جدا ماندن غذا از محصولات احتراق، استفاده می شود.

متداولترین سیستم گرمادهی غیر مستقیم در فرآورش غذا ، بخار است. عملکرد دیگ بخار با اعمال زیر بهبود می یابد:
استفاده از بخار مایع شده به عنوان آب ورودی به دیگ
گرم کردن هوا قبل از مصرف در احتراق سوخت
عایق کاری دیگ بخار
بازیابی حرارت از گازهای حاصل از احتراق

صرفه جویی در بخار عرضه شده به محوطه فراورش به طرق زیر امکان پذیراست:
عایق کاری دقیق لوله های بخار و آب داغ
به حداقل رساندن نشت بخار
قرار دادن تله های بخار

اگر دمای غذا به حدی افزایش یابد که باعث انهدام میکروارگانیسم ها شود، در یک فاصله زمانی معین درصد موجوداتی که از بین می روند مقداری ثابت و مستقل از تعداد اولیه آنها ست. این پدیده به مرتبه لگاریتمی مرگ موسوم است.
مدت لازم جهت از بین رفتن 90% میکروارگانیسمها به مدت کاهش اعشاری یا مقدار D معروف است. مقادیر D بر حسب نوع میکروارگانیسمها متفاوت است و D بزرگتر نشانه مقاومت بیشتر در برابر حرارت می باشد.

دو نتیجه مهم از مرتبه لگاریتمی مرگ حاصل می شود:
هر چه تعداد میکروارگانیسم ها در مواد اولیه بیشتر باشد، مدت بیشتری برای رساندن تعداد آنها به یک حد معین مورد لزوم است.
نظر به اینکه انهدام میکروب ها به صورت لگاریتمی انجام می شود، از بین رفتن تمامی سلول ها، از نظر محاسباتی، فقط با حرارت دادن غذا به مدت بی نهایت میسر است. لذا هدف از فراورش، کاهش تعداد میکروارگانیسم های باقیمانده تا یک حد از پیش تعیین شده است.

عوامل متعددی در تعیین مقاومت حرارتی میکروارگانیسم ها نقش دارند.:
نوع میکروارگانیسم
شرایط کشت
(الف) دما
(ب) مدت کشت
(ج) محیط کشت
شرایط در هنگام عملیات گرمایی
(الف) pH غذا
(ب) فعالیت آب موجود در غذا
(ج) ترکیب نسبی غذا
(د) محیط و شرایط کشت

فساد غذا بر اثر وجود میکروارگانیسم ها خیلی سریع صورت می گیرد حال آنکه واکنش های آنزیمی و شیمیایی آهسته تر عمل می کنند. در هر دو مورد، آب مهمترین عامل تعیین کننده سرعت فساد است. رطوبت موجود در غذا را یا بر مبنای مرطوب:

یا بر مبنای خشک بیان می کنند:

مقدار ضروری آب جهت فعالیت های میکروبی، آنزیمی یا شیمیایی، زمان ماندگاری غذا را تعیین می کند و این ضرورت با میزان فعالیت آب(aW) در غذا مشخص می شود. با عملیات واحدی گوناگون مانند رطوبت زدایی، تبخیر، خشک کردن ، تغلیظ انجمادی و استفاده از مواد جاذب موجودی آب در غذا را کاهش می دهند.

آب موجود در غذا دارای فشار بخار معینی است. مقدار بخار حاصل به عوامل زیر بستگی دارد:
مقدار آب موجود
دما
غلظت حل شده ها (به ویژه املاح و قند) در آب

فعالیت آب به صورت نسبت فشار بخار آب در غذا به فشار بخار آب سیر شده در همان دما تعریف می شود:

کهP(Pa) فشار بخار آب در غذا و P0(Pa) فشار بخار آب خالص در همان دماست.

فعالیت آب به وسیله رابطه ی برونوئر-امت-تلر (BET) به میزان رطوبت موجود در غذا وابسته می شود.

فعالیت آب، M، رطوبت به صورت درصد وزنی خشک، M1 رطوبت (بر مبنای خشک) تک لایه مولکولی و C، عدد ثابت است.

رطوبت نسبی هوای محل نگهداری غذا، رطوبت نسبی تعادلی نامیده می شود.
اگر نمودار تغییرات رطوبت نسبی را در مقابل رطوبت تعادلی موجود در دماهای مختلف رسم نمایند، منحنی ای حاصل می شود که به همدمای جذب آب معروف است.
منحنی همدما نشان دهنده میزانی از فعالیت آب است که غذا در آن پایدار می ماند و به علاوه امکان پیشگویی اثر تغییرات رطوبت بر فعالیت آب و در نتیجه مدت انبارداری را میسر می سازد. همچنین جهت تعیین سرعت و گستردگی خشک شدن، از مناسبترین دمای مخزن نگاهداری غذای منجمد و ویژگیهای مواد بسته بندی (برای جلوگیری از ورود رطوبت)، استفاده می شود.

فرآورش غذا به روشهای نا پیوسته و پیوسته انحام می گیرد. به طور کلی مزایای فرایندهای ناپیوسته عبارت اند از:
انعطاف پذیری در تغییر خط تولید محصول یا میزان محصول
سرمایه گذاری کمتر در تهیه تجهیزات
عملکرد و کنترل ساده تجهیزات

معایب اساسی فرایندهای ناپیوسته به قرار زیرند:
هزینه کارگری بالاتر
هزینه جاری بیشتر از نظر انرژی و آب و بازدهی کمتر مواد و انرژی
اشغال فضای بیشتر توسط تجهیزات
یکنواختی کمتر محصولات

آماده سازی مواد خام
تمیز کردن، نوعی عملیات واحدی است که در آن مواد آلاینده، از غذا جدا و حذف می شوند و در نتیجه سطح خارجی غذا شرایط مناسبی جهت فراورش های بعدی پیدا می کند.
در فراورش غذا، تمیز کردن بایستی در اولین فرصت ممکن انجام گیرد تا دستگاه های فراورش در اثر سنگ، استخوان و یا فلزات همراه با غذای خام دچار آسیب نشوند و نیز وقت و هزینه ی اضافی جهت فراورش مواد ناخواسته ای که در نهایت باید به دور ریخته شوند بیهوده صرف نگردد.

جداسازی سریع مواد آلاینده به کمک میکروارگانیسم ها مانع رشد میکروبی در طول تاخیر احتمالی تا شروع فراورش یا در ضمن انبارداری مواد خام، خواهد شد. بنابر این تمیز کردن، روش موثری در کاهش ضایعات غذا، بهبود اقتصاد فرایند و حمایت از مصرف کننده محسوب می شود.

تمیز کردن در دستگاه های ویژه به دو روش
مرطوب (نظیر خیساندن، پاشش آب، غوطه ور ساختن و استفاده از امواج فراصوت)
خشک (جداسازی با هوا، میدان مغناطیسی و یا روش های فیزیکی) انجام می گیرد.
انتخاب روش تمیز کردن، بر اساس وضعیت مواد خام و نیز نوع آلاینده های موجود در آنها انجام می گیرد.

تمیز کردن با آب موثرتر از روش های خشک در جداسازی خاک و گل از ریشه ی سبزیجات و غلات و باقیمانده سموم دفع آفات و گرد و خاک از میوه و سبزی های نرم و تازه است.
این روش ایجاد گرد و خاک نمی کند و کمتر از روش های خشک به غذا آسیب می رساند.
در روش های مرطوب حجم قابل توجهی پساب تولید می شود.
بهای آب مصرفی و هزینه ی دفع پساب هم منظور شود.
از دستگاه های مورد استفاده در روش مرطوب می توان شوینده های پاششی، شوینده های بروس دار، شوینده های بشکه ای یا استوانه ای و مخازن شناورسازی را نام برد.

از تمیز کردن خشک برای تمیز کردن محصولات کوچکتر که دارای مقاومت مکانیکی بیشتر و رطوبت کمتر می باشند استفاده می شود (مثلاً غلات و خشکبار).
انواع مهم دستگاه های مورد استفاده در تمیز کردن خشک عبارت اند از:
دسته بندی کننده های هوایی
جداکننده های مغناطیسی
جداکننده های غربالی
در دسته بندی کننده های هوایی آلاینده ها را با توجه به اختلاف چگالی آنها به وسیله ی جریان هوا از غذا جدا می سازند.

دسته بندی کردن
دسته بندی عبارت از تقسیم یک ماده غذایی به دسته های مختلف است که این عمل براساس یک خاصیت فیزیکی قابل اندازه گیری انجام می شود. دسته بندی نیز نظیر عملیات تمیز کردن باید در اسرع وقت صورت گیرد تا از یکنواختی محصول در فراورش بعدی اطمینان حاصل شود. چهار ویژگی اصلی فیزیکی که در دسته بندی غذا به کار می روند عبارت اند از: اندازه، شکل، وزن و رنگ.

دسته بندی از نظر اندازه (که غربال کردن یا دانه بندی کردن نامیده می شود) عبارت از تقسیم مواد جامد به دو یا چند جزء است که براساس تفاوت اندازه ی آنها صورت می گیرد.
دسته بندی از نظر اندازه به صورت دستی یا مکانیکی یا دسته بندی کننده ی صفحه ای و یا تصویری انجام می گیرد. همچنین از صفحاتی با منافذ ثابت یا متغیر استفاده می کنند.

غربال های با منافذ ثابت
دو نوع غربال با منافذ ثابت بیشتر مرسوم اند که عبارت اند از:

صفحه (یا غربال) با بستر صاف
غربال بشکه ای (غربال دوار یا حلقه ای)

سرعت جداسازی توسط غربال با عوامل زیر ارتباط دارد:
نحوه توزیع اندازه و شکل قطعات
جنس ساختمانی غربال
دامنه و فرکانس لرزش غربال
کارآیی روشهایی که برای جلوگیری از انسداد (یا کورشدن) شبکه ی غربال متداول است.
«ظرفیت» یک غربال عبارت از مقدار غذایی است که از هر متر مربع آن در یک ثانیه عبور می کند.

فراورش تصویری
فراورش تصویری براساس طول، قطر، آسیب های سطحی، نحوه ی قرارگرفتن قطعات بر روی نقاله و نیز رنگ غذاها صورت می گیرد. از روش اخیر در دسته بندی خوشه های ذرت استفاده می شود.

دسته بندی رنگی
با استفاده از ریز پردازنده ها در کنترل دستگاه های دسته بندی رنگی، امکان دسته بندی سریع غذاهای ریزدانه میسر می شود. دانه ها به دنبال یکدیگر وارد یک مجرا می شوند. زاویه، شکل و جنس لایه مجرا را می توان برای تنظیم سرعت عبور دانه ها از برابر یک نورسنج تغییر داد. رنگ زمینه و نوع و شدت نور لازم برای درخشان کردن سطح غذا در مورد هر نوع محصول به دقت کنترل می شود.

دسته بندی وزنی
دسته بندی کردن بر مبنای وزن از بقیه روش ها دقیق تر است و به این دلیل در مورد غذاهای گرانتر به کار می رود (مثل تخم مرغ، قطعات گوشت و برخی از میوه های استوایی).
در دسته بندی به روش دمیدن هوا و شناورسازی، از اختلاف جرم ویژه غذاها استفاده می شود. مفاهیم درجه بندی و دسته بندی غالباً به جای یکدیگر به کار برده می شوند ولی منظور از درجه بندی، ارزیابی تعدادی ویژگی معین است که مبین کیفیت کلی غذا می باشند.

پوست کنی یکی از عملیات ضروری در فراورش بسیاری از میوه ها و سبزی هاست و ضمن جداسازی مواد ناخواسته و غیرخوراکی، سبب بهبود ظاهر فراورده ی نهایی می گردد.
پوست کنی به پنج روش مختلف صورت می گیرد.
پوست کنی با بخار آب
پوست کنی با تیغه های برنده
پوست کنی سایشی
پوست کنی با قلیا
پوست کنی با شعله

پوست کنی با تیغه های برنده
در این روش، تیغه های ثابت به سطح میوه ها و سبزی هایی که دوران می کنند فشار وارد آورده و پوست آنها را جدا می سازند. بالعکس، ممکن است تیغه ها متحرک و غذا ثابت باشد. این روش به ویژه در مورد مرکبات که پوست آنها به سهولت جدا می شود و آسیب و تلفات میوه بسیار کم است به کار می رود.

پوست کنی سایشی
در این طریقه غذا به زیر غلتک های سنباده ای فرستاده می شود و یا در ظرف دواری که از یک لایه سنباده (کربوراندوم) پوشیده شده است قرار می گیرد (سنباده ماده ی زبری است که از سیلیسیم و کربن ساخته می شود). سطح سنباده ای، پوست غذا را جدا می کند و مواد زائد، توسط آب فراوان به خارج حمل می شود. مزایای این روش شامل مصرف انرژی اندک، به علت پایین بودن دمای عملیات (دمای اتاق)، سرمایه گذاری پایین و ظاهر مطلوب غذا پس از پوست کنی است.

معایب روش پوست کنی سایشی عبارت اند از:
ضایعات بیشتر محصول در مقایسه با پوست کنی با بخار
تولید حجم فراوانی از پساب رقیق که دفع آن مشکل و پرهزینه است.
عملکرد نسبتاً پایین دستگاه به علت آن که تمام قطعات غذا باید با سطح سنباده ای تماس پیدا کنند.

پوست کنی با قلیا
در این روش محلول رقیقی از سدیم هیدروکسید را به دمای 100تا C120 می رسانند. روش پیشرفته تر پوست کنی با قلیا، به پوست کنی با قلیای خشک معروف است. در روش اخیر، ابتدا غذا را در محلول 10% سدیم هیدروکسید می خیسانند، آنگاه، پوست نرم شده به وسیله صفحات یا غلتک های لاستیکی برداشته می شود. این روش، میزان آب مصرفی و تلفات محصول را کاهش می دهد.

خرد کردن
خرد کردن عبارت از نوعی عملیات واحدی است که در آن اندازه قطعات غذاهای جامد با استفاده از آسیاب، تراکم و یا ضربه کوچک می شود. تهیه گرد و ذرات ریز غذا به آرد کردن نیز معروف است.
اگر این روش برای کاهش اندازه ذرات یک مایع نامحلول به کار رود آن را همگن سازی و یا امولسیون سازی می نامند.

مزایای خرد کردن در فراورش غذا به قرار زیر است:
نسبت سطح خارجی به حجم غذا افزایش می یابد.
قطعاتی با اندازه های از پیش تعیین شده حاصل خواهد شد که این امر در فراورش صحیح محصول و یا اکتساب ویژگی های لازم دارای اهمیت است.
اندازه یکسان قطعات.

طرق مختلف خرد کردن غذا را بر اساس گستره اندازه ی قطعات تولید شده در هر روش، به شرح زیر دسته بندی می کنند:
قطعه قطعه کردن، بریدن، ورقه ورقه کردن و حبه کردن:
قطعات بزرگ تا متوسط (گوشت قیمه، پنیر و قطعات میوه در کنسروسازی)
قطعات متوسط تا کوچک (نوارهای گوشت خوک، لوبیای سبز و هویج خرد شده)
قطعات کوچک تا دانه ای (گوشت چرخ کرده، ورقه های ماهی یا خشکبار و سبزیجات ریز شده)

آسیاب کردن و تبدیل به گرد یا خمیر کردن با افزایش تدریجی نرمی.
از سه نوع نیرو جهت خرد کردن تکه های غذا استفاده می شود:
نیروهای تراکمی
نیروهای ضربه ای
نیروهای برشی

محاسبه انرژی لازم برای کوچکتر کردن قطعات جامد غذا، با استفاده از یکی از سه معادله زیر امکان پذیر است:
قانون کیک. به موجب این قانون، انرژی لازم جهت خرد کردن یک قطعه، متناسب با نسبت مقدار اولیه یک بعد معین (مثلاً قطر قطعه) به مقدار نهایی همان بعد است.

کمیت را نسبت کاهش اندازه می نامند که در ارزیابی و مقایسه عملکرد دستگاههای مختلف به کار می رود.

قانون ریتینگر. به موجب این قانون انرژی لازم برای خرد کردن یک قطعه متناسب با تغییر مساحت سطح آن قطعه است (به جای تغییر اندازه یک بعد معین در قانون کیک)

که ثابت ریتینگر است.

قانون بوند. به موجب این قانون، انرژی لازم برای کاهش اندازه ی قطعات از معادله ی زیر به دست می آید:

که Wشاخص کار بوند است و مقدار آن برای غذاهای سخت (شکر و غلات) بین 40000 تا Jkg-1 80000 می باشد. d1 قطر شبکه ی غربالی است که 80% وزن خوراک از آن عبور می کند و d2 قطر شبکه ی غربالی است که80% از وزن مواد خرد شده را عبور می دهد.

قانون کیک در مورد خرد کردن مواد به دانه های درشت تر که افزایش مختصری در مساحت سطح دانه ها حاصل می شود نتایج قابل قبولی به دست می دهد.
از قانون ریتینگر نتایج بهتری در نرم کردن مواد تا حدی که با افزایش قابل توجه مساحت سطح دانه ها همراه باشد حاصل می شود.
قانون بوند حد واسط دو قانون اخیر است.

خرد کردن غذاهای مایع (امولسیون سازی و همگن سازی)
عبارت های امولسیون ساز و همگن ساز را غالباً به جای یکدیگر در مورد دستگاه های امولسیون سازی به کار می برند.
امولسیون کردن عبارت از تشکیل امولسیون پایدار است که در اثر اختلاط شدید دو و یا چند مایع نامحلول در یکدیگر به دست می آید.
همگن سازی دارای شدت بیشتری در مقایسه با امولسیون سازی است.
هر دو عمل به منظور تغییر دادن خواص اساسی و یا کیفیت خوراکی مواد غذایی به کار می روند.
این عملیات هیچ کدام اثری بر ارزش غذایی و یا زمان ماندگاری غذا ندارند.

دو نوع امولسیون مایع- مایع عبارت اند از:
روغن در آب (مثل شیر)
آب در روغن (مثل مارگارین)
پایداری امولسیون ها به عوامل زیر بستگی دارد:
نوع و مقدار ماده ی امولسیون ساز
اندازه ی ذرات در فاز پاشیده
نیروهای سطحی موثر بر سطوح ذرات
گرانروی فاز پیوسته
اختلاف بین جرمهای ویژه فازهای پاشیده و پیوسته

عوامل امولسیون ساز به دو دسته قطبی و غیرقطبی تقسیم می شوند.
آن دسته، که در آنها گروه های قطبی موثرترند به مولکول های آب می چسبند و تشکیل امولسیون های روغن در آب می دهند.
مواد غیر قطبی، جذب روغن می شوند و تولید امولسیون های آب در روغن می کنند.
این مواد به وسیله موازنه عوامل آب دوست – چربی دوست (HLB) که عبارت از نسبت گروه های آب دوست به چربی دوست در مولکول های آنهاست شناسایی می شوند.

مواد امولسیون ساز قطبی را به دو دسته یونی و غیریونی نیز تقسیم می کنند.
سه نوع مواد یونی (آنیونی، کاتیونی و دوخصلتی) و یک نوع غیریونی وجود دارد.
امولسیون سازهای دو خصلتی یک منطقه ایزوالکتریک دارند که در آن بارهای مثبت و منفی مولکول متعادل می شوند و تفکیک مولکول به یون ها صورت نمی گیرد.
تغییر pH، ماده ی امولسیون ساز دارای بارهای مثبت و یا منفی می شود و خواص فعالیت در سطح پیدا می کند.

عواملی که بر پایداری امولسیون ها موثرند، به وسیله قانون استوکس به یکدیگر ارتباط می یابند:

عبارت از سرعت جدا شدن فازها از یکدیگر،
قطر قطرات در فاز پاشیده، شتاب گرانشی زمین، چگالی فاز پاشیده، چگالی فاز پیوسته و گرانروی فاز پیوسته است.

اختلاط و شکل دادن
اختلاط (یا آمیختن) عبارت از عملیاتی است که در طی آن مخلوط های یکنواختی از دو یا چند سازنده حاصل می شود و اساس آن بر پاشیدن یک ماده درون تشکیل دهندگان دیگر مخلوط استوار است.
در مقیاسه با امولسیون ها، سازنده بیشتر را فاز پیوسته و سازنده کمتر را فاز پاشیده می نامند.
اختلاط، اثر حفاظتی ندارد و فقط برای تسهیل فراورش و یا تغییر وضع ظاهری غذا به کار می رود.
شکل دادن عبارت از نوعی عملیات واحدی است که در آن غذاهایی با گرانروی بالا و یا دارای ساختار خمیری به اشکال و اندازه های مختلف قالب زده می شوند و این عملیات غالباً بلافاصله پس از اختلاط صورت می گیرد.

نمونه هایی از دستگاههای مخلوط کن

شدت عمل اختلاط به عوامل زیر وابسته است:
اندازه نسبی ذرات، شکل و چگالی هر یک از سازندگان
کارآیی همزن خاص برای آن اجزای سازنده
تمایل مواد به انبوهش
رطوبت موجود در مواد، مشخصات سطح خارجی و نحوه جریان هر یک از سازندگان

مدت اختلاط طبق رابطه زیر تعیین می شود:

که K ثابت سرعت اختلاط است که بستگی به نوع همزن و طبیعت سازنده ها دارد و مدت اختلاط است.

مولفه های مختلف سرعت در مایعات که بر اثر همزدن حاصل می شوند عبارت اند از:
سرعت شعاعی که در جهت عمود بر محور همزن عمل می کند
سرعت طولی (به موازات محور همزن)
سرعت چرخش (مماس بر محور همزن)

در مورد مایعاتی با گرانروی زیاد و یا خمیرها عمل اختلاط به کمک عوامل زیر صورت می گیرد:
فشرده شدن مواد به دیواره ظرف و یا به سایر مواد
آمیختن مواد مخلوط نشده با قسمت های مخلوط شده
بریده شدن موادی که در معرض کشش قرار دارند

اغلب غذاهای مایع جزء سیالات غیر نیوتنی محسوب می شوند (یعنی ثبات و یکنواختی آنها با تغییر شدت نیروی برشی دگرگون می شود).
انواع متداولتر شامل:
شبه پلاستیک ها (که قوام آنها با افزایش شدت نیروی برشی کاهش می یابد)
متسع شونده ها (که قوام آنها با افزایش شدت نیروی برشی افزوده می شود)
ویسکوالاستیک ها که ویژگی های کشسانی و گرانروی را مثل افت تنش، خزش و پیچش تواماً داراست.

سرعت یا شدت اختلاط را با شاخص اختلاط می سنجند. ثابت سرعت اختلاط بستگی به مشخصات همزن و مایعات دارد. اثر همزن بر ثابت سرعت با رابطه زیر داده می شود:

که عبارت از قطر همزن، سرعت همزن،
قطر ظرف و ارتفاع مایع است.

توان مورد نیاز همزن، تابع نوع، مقدار و غلظت غذاست و نیز به نوع، سرعت، اندازه و محل قرارگیری پره ها بستگی دارد. جریان مایع با تعدادی از اعداد بدون بعد مشخص می شود که عبارت اند ازعدد رینولدز Re، عدد فرود Fr و عدد توان Po:

جداسازی مکانیکی
سه نوع عملیات واحدی مکانیکی (یافیزیکی) را که برای تفکیک سازندگان غذاها از یکدیگر به کار می رود:
استفاده از نیروی مرکزگریز
صاف کردن
فشردن
جداسازی به کمک گرانی (ته نشینی) در تمیز کردن مواد خام، گرفتن گردوخاک از هوا و جدا کردن مواد جامد از پساب به کار می رود. دسته بندی و تغلیظ غشایی، تقطیر جزء به جزء و استخراج با حلال روش های دیگر جداسازی هستند.

استفاده از نیروی مرکزگریز
نیروی مرکزگریز بر اثر چرخش مواد حاصل می شود. شدت این نیرو به شعاع و سرعت چرخش و جرم (یاچگالی) ماده چرخان بستگی دارد.
در جداسازی مایعات نامحلول در یکدیگر (مثل امولسیون ها)، مایع سنگین تر به سمت دیواره های ظرف رانده می شود در حالی که مایع سبک تر به یک حلقه میانی تغییر مکان می دهد. ضخامت لایه ها تابع چگالی مایعات، اختلاف فشار در اطراف لایه ها و سرعت چرخش است.

اگر جریان سیال آرام باشد، سرعت انتقال را می توان با اطلاع از چگالی قطعات و مایع، گرانروی مایع و سرعت چرخش به دست آورد.

که در آن، =(2/60) سرعت زاویه ای، Q(m3S-1) سرعت جریان حجمی، V(m3) حجم موثر دستگاه، D (m) قطر ذرات، s (kgm-3)چگالی ذرات،  (kgm-3) چگالی مایع،  (Nsm-2) گرانروی مایع، r2(m) شعاع مخزن دستگاه مرکزگریز، r1(m) شعاع مایع و N (rps) سرعت چرخش است.

در مورد ذراتی با شعاع معین، مدت متوسط ماندگاری یک سیال تعلیقی، مساوی است با زمان لازم جهت انتقال ذرات از درون مایع تا دیواره دستگاه:

که t(s) مدت ماندگاری است. بنابراین می توان سرعت جریان را طوری تنظیم کرد که بخشی از ذرات با اندازه هایی که در یک گستره معین قرار دارد، در دستگاه باقی بماند.

صاف کردن
عملیات صاف کردن برای زلال کردن مایعات به کار می رود که در طی آن ذرات جامد موجود، از مایع جدا می شوند (مثل صاف کردن شراب، آبجو، روغن و شربت).
از روش صاف کردن کیکی برای تفکیک مایع از بخش جامد غذاها استفاده می کنند (مثل آب میوه).

افشردن
کاربرد اصلی عمل افشردن در استخراج روغن و شیره نباتات است . این عمل را غالباً با فرایند خرد کردن توام می کنند تا تولید محصول به حداکثر برسد .
افشردن یا در دو مرحله ( خرد کردن و تهیه خمیر و سپس جداسازی روغن در زیر پرس ) یا در یک مرحله ( خرد کردن دانه ها و استخراج مایع همراه یکدیگر ) انجام می گیرد .

عواملی که بر بازدهی عمل عصاره گیری با پرس موثرند عبارتند از :
مدت و شرایط رشد مواد خام
دامنه به هم ریختگی ساختمان سلولی
مقاومت مواد جامد در برابر تغییر شکل فیزیکی
سرعت افزایش فشار
مدت زمان تراکم
حداکثر فشار به کار رفته
ضخامت مواد جامد فشرده شده
دمای مواد جامد و مایع
گرانروی مایع افشره

تغلیظ غشایی
سیستم اسمز معکوس ( فوق صافیها ) و فراصافیها واحدهایی هستند که در آنها سازندگان موجود در محلولهای آبی بر اثر عبور از یک غشای نیمه تراوا به طور انتخابی از یکدیگر تفکیک می شوند .
اسمز معکوس را برای جدا کردن آب از حل شده هایی با وزن مولکولی اندک و فشار اسمزی بالا به کار می برند . برای غلبه بر فشار اسمزی ، لازم است که از فشارهای بالا ( 4000 تا 8000 kPa ) استفاده شود .
فرا صافیها از غشاهایی با تخلخل بزرگ ساخته می شوند و تنها مولکولهای حجیم را که دارای فشار اسمزی اندک میباشند در خود نگاه می دارند . حل شده های کوچکتر ، همراه آب از غشا عبور می کنند .

مزایای مهم تغلیظ غشایی نسبت به تغلیظ به روش تبخیر به قرار زیر است :
لزومی به گرم کردن غذا نیست و لذا خواص غذایی تغییر نمی کند و به خصوص مواد فرّار از دست نمی روند .
بر خلاف عمل جوشش ، در تغلیظ غشایی تغییر فاز وجود ندارد و بنابراین از انرژی به صورت بهتری استفاده می شود .
مزایای دیگر این روش در مقایسه با تبخیر ، پایینتر بودن هزینه های کارگری و عملیاتی ، تجهیزات ساده تر ، به کارگیری دستگاه با استفاده از یک شیر کنترول و عدم نیاز به دیگ بخار است .

محدودیت های اساسی تغلیظ غشایی عبارتند از :
تغییر سرعت جریان محصول در صورت تغییر غلظت خوراک
سرمایه گذاری بیشتر در مقایسه با فرایند تبخیر
محدودیت غلظت مواد جامد در محصول ( حداکثر 30 درصد )
آلودگی غشا ( رسوب بسپارها بر روی غشا ) که سبب کاهش زمان کار مفید دستگاه در فواصل عملیات نظافت می شود .

اختلاف فشار دو طرف غشا ( فشار عبور از غشا ) از رابطه زیر به دست می آید :

که P(KPa) فشار عبور از غشا ،Pt(KPa) فشار خوراک ، Pr(KPa) فشار بازدارنده ( جزء جرمی مواد با وزن مولکولی بزرگ ) و Pp(KPa) فشار تراوایی ( جزء جرمی مواد با وزن مولکولی کوچک ) است .

افزایش سرعت جریان آب ( شار آب ) به موارد زیر بستگی دارد :
افزایش فشار وارد
افزایش تراوایی غشا
کاهش غلظت مواد حل شده در خوراک

فشار اسمزی محلولهای رقیق را از رابطه زیر محاسبه می کنند :
=MRT
که T دمای مطلق ، R ثابت عمومی گازها ، M غلظت مولی و(KPa) فشار اسمزی است .

غشاها
ترکیب شیمیایی غشاهای اسمز معکوس مهمترین عامل در کنترل سرعت نفوذ حل شده هاست .
موادی که برای ساختن غشاهای اسمز معکوس به کار می روند بایستی دارای خاصیت تراوایی زیاد برای آب ، قدرت دفع حل شده ها و نیز استحکام کافی باشند .
به علاوه باید هزینه تولید در مقیاس انبوه هم پایین باشد.
غشاهای فوق العاده نازک را از سلولز استات ، استرهای مختلط سلولز ( استات ، پروپیونات – بوتیرات ) ، پلی آکریلو نیتریل ، پلی آمید و پلی اورتان می سازند.
این مواد پایدارند و از استحکام مکانیکی کافی جهت تحمل فشارهای بالا و تراوایی لازم برخوردارند .

مهمترین شرط برای غشاهای فراصافی این است که در ضمن تولید ، ساختاری با تخلخل بسیار ریز پیدا کند و این ساختار را به هنگام کار در معرض تنشهای حرارتی و مکانیکی حفظ نماید .
معمولاً از بسپارهای سخت و شیشه ای با ضخامتی بیش از ضخامت غشاهای اسمز معکوس ( 0.1 تا 0.5m ) استفاده می کنند .
این مواد از نظر مکانیکی مستحکم اند و در مقابل سایش ، حرارت و واکنشهای آبکافت و اکسایش در آب مقاوم هستند. در معرض فشار ، نرم یا پاره یا خمیده نمی شوند.
غشاهایی که در صنایع غذایی به کار میروند بایستی قابلیت نظافت و ضدعفونی شدن را دارا باشند به عنوان مواد مناسب می توان از پلی اترها و استرهای سخت سلولز نام برد.

تکنولوژی تخمیر و آنزیم
در تخمیر غذا از عمل کنترل شده برخی از میکروارگانیسمهای برگزیده به منظور تغییر ساختار غذا ، حفظ غذا بر اثر تولید اسید یا الکل و نیز ایجاد طعم و بوی مطبوع ، که سبب افزایش کیفیت و ارزش مواد خام
می شود ، استفاده می کنند .

مزایای مهم تخمیر به عنوان یک روش فراورش غذا به قرار زیر است :
استفاده از شرایط مناسب pH و دما که سبب حفظ ( و غالباً بهبود ) ارزش غذایی و خواص ظاهری غذا می شود .
تولید غذاهایی با طعم و بافت مخصوص که امکان تهیه آنها با روشهای دیگر وجود ندارد .
مصرف انرژی اندک ، به علت شرایط عملیاتی مناسب .
هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی کمتر .
تکنولوژی ساده .

جداکردن آنزیمها از سلولهای میکروبی یا از منابع حیوانی و گیاهی مختلف به منظور کاربرد آزمایشگاهی در فراورش غذا از دستاوردهای اخیر است . آنزیمهای جدا شده و تخلیص شده را آنزیمهای صنعتی می نامند .
مزایای اصلی آنزیمهای صنعتی عبارتند از :
تغییرات کاملاً انتخابی در غذاها
کمترین افت در کیفیت غذا در دمای ملایم عملیات
مصرف انرژی کمتر در مقایسه با واکنشهای شیمیایی هم ارز
تهیه مواد جدید

عوامل اساسی که رشد میکرو ارگانیسمها را در تخمیر غذا کنترل می کنند عبارتند از :
وجود منابع کربن و نیتروژن و مواد مغذی دیگری که برای ادامه زندگی میکرو ارگانیسمهای گزینشی ضروری است .
جزء مورد عمل
دمای دوران نهفتگی
رطوبت موجود
امکان وقوع واکنشهای اکسایش و کاهش
مرحله رشد میکرو ارگانیسم
وجود سایر میکرو ارگانیسمهای رقیب

تخمیر غذا
معمولاً تغییراتی را که میکرو ارگانیسمها در هیدراتهای کربن جزء مورد عمل به وجود می آورند ، اساس تقسیم بندی تخمیر قرار می دهند.
تخمیر را به دو دسته تقسیم میکنند : محصولات اصلی در اولی ، اسیدهای آلی و در دومی ، اتانول و کربن دیوکسید می باشد .
میکروارگانیسمهایی که تنها یک محصول جانبی تولید می کنند به مخمرهای جورو آنهایی که مخلوطی از چند محصول جانبی تولید می کنند به مخمرهای ناجور موسوم اند .

تخمیرهای لاکتیک اسیدی
غلظت و عملکرد باکتریهای لاکتیک در تخمیر ، به قدرت آنها در تحمل اسید بستگی دارد . از چهار گروه مهم باکتریهای لاکتیک اسید ، استرپتوکوک ها و پدیوکوک ها جور لاکتیک اند ، در حالی که گونه های لوکونوستوک ناجور لاکتیک می باشند و گونه های لاکتوباسیل بسته به شرایط تغییر می کنند .

مشتقات شیر
محصولات متعددی در نتیجه عمل میکروارگانیسمها بر شیر به دست می آید ( مثل ماست ، پنیر، خامه ترش ، کشک ).
تفاوت طعم این محصولات با یکدیگر به واسطه اختلاف در سرعت تولید و غلظت لاکتیک اسید ، آلدهیدهای فرّار ، کتونها ، اسیدهای آلی و دی استیل ( استیل متیل کربینول ) است. ماده اخیر بر اثر تخمیر سیترات در شیر حاصل می شود و بوی متمایز کره را به محصولات لبنی می دهد.
تفاوت ساختاری این مواد به واسطه تولید لاکتیک اسید از لاکتوز است که سبب کاهش بار ذرات کازئین می شود . ذرات کازئین در نقطه ایزوالکتریک منعقد می شوند و تشکیل توده های مشخص می دهند .

سرکه و سایر غذاهای اسیدی
تخمیر الکلی به وسیله مخمر ، اولین قسمت از یک تخمیر دو مرحله ای تولید سرکه است . در دومین مرحله ، اتانول بر اثر ا.استی اکسید و به استیک اسید و تعدادی ترکیب طعم زا تبدیل می شود . این مرحله حساسیت فوق العاده زیادی نسبت به غلظت اکسیژن محلول در محیط دارد .
از سیتریک اسید به میزان وسیعی جهت اسیدی کردن غذاها استفاده می شود . این ماده بر اثر تخمیر قند به وسیله ا.نیجر در کشت غوطه ور و در شرایط محدودیت جزء مورد عمل حاصل می گردد .

هیدروکربنها
این گروه از آنزیمها ، پلی ساکاریدها یا اولیگوساکاریدها را آبکافت می کنند . پنج نوع مهم تجارتی آنها عبارتند از :
آلفا آمیلاز
گلوکوآمیلاز
اینورتاز
لاکتاز
گلوکوز ایزومراز

آمیلاز حاصل از باکتریها ، نشاسته را در دماهای بالاتر مایع می سازد که از آن برای تولید شیره گلوکوز و مالتوز استفاده می شود . در پخت نان ، آنزیمهای مذکور به منظور بهبود تولید گاز ، رنگ پوسته خارجی ، زمان ماندگاری و خاصیت برشته شدن نان به کار می روند .
آنزیم اینورتاز ساکاروز را به گلوکوز و فروکتوز تبدیل می کند . از این آنزیم در حذف ساکاروز موجود در غذا ، جلوگیری از تبلور در ملاس و تولید قند معکوس و آب نبات و مشروب و شیرینیهای منجمد استفاده می شود .
آنزیم لاکتاز ، لاکتوز را به گلوکوز راست گردان و گالاکتوز راست گردان تبدیل می کند . از آن برای جلوگیری از تشکیل بلور لاکتوز در بستنی و شیر تغلیظ شده منجمد ، کشت آغازی در تولید پنیر و تهیه غذا برای کسانی که قادر به تحمل لاکتوز نیستند استفاده می شود .
گلوکوزایزومراز برای تولید شیرین کننده های محتوی فروکتوز زیاد از گلوکوز ، به کار می رود ، مثل تهیه دکستروز از نشاسته ذرت ، صاف کردن آب میوه .

آنزیمهای پکتیک
سه نوع آنزیم پکتیک موجود است : پکتین استراز ، پلی گالاکتوروناز و پکتین لیاز
آنزیم پکتیک قارچی متشکل از پلی گالاکتوروناز ، پکتین متیل استراز ، سلولاز ، همی سلولاز و پروتئاز است و در موارد زیر مصرف می شود :
تسریع صاف شدن آب میوه
حذف پکتین از میوه
جلوگیری از تشکیل ژل نامطلوب
استاندارد کردن مشخصات پکتین به عنوان غلظت دهنده در مصارف گوناگون
بازیافت روغن مرکبات

سلولاز قارچی محتوی مقادیر کمتری از همی سلولاز و پکتیناز است . این آنزیمها در موارد زیر استفاده می شوند :
سهولت صاف شدن مواد استخراج شده از وانیل .
نرم کردن سبزیها قبل ار پخت .
تضعیف پوسته خارجی دانه های آجیل قبل از استخراج روغن ، به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی .
استخراج ترکیبات طعم زا از سبزیها که قبلاً مشکل و پرهزینه بوده است .

همی سلولازها در موارد زیر استفاده می شود :
کاهش گرانروی قهوه تغلیظ شده .
استخراج و زلال کردن آب مرکبات .
آبکافت خمیر سیب و انگور و تبدیل آنها به قند قابل تخمیر .
افزایش بازدهی روغنهای معطر ، ادویه و سایر مواد استخراجی از نباتات .
پروتئازها را بر اساس بهینه آنها به انواع اسیدی ، قلیایی و خنثی تقسیم میکنند . پروتئازهای اسیدی را اغلب از قارچها به دست می آورند و پروتئازهای خنثی و قلیایی علاوه بر قارچ از باکتریها نیز تهیه می شوند .

پروتئازهای اسیدی حاصل از قارچ را که دارای فعالیت قابل توجه آلفاآمیلاز می باشند در موارد زیر مصرف می کنند :
آبکافت گلوتن به منظور کاهش مدت اختلاط ، نرمتر کردن خمیر و بهبودی بافت و حجم نان .
نرم کردن گوشت .
تهیه محصولات گوشتی مایع .
کاهش گرانروی و جلوگیری از ژلاتینی شدن محصولات تغلیظ شده و محلول حاصل از ماهی .
کاهش مدت بستن ژلاتین بدون تغییر در استقامت ژل .

بروملین مخلوطی از پروتئازهاست که در موارد زیر استفاده می شود :
در نرم کننده های گوشت .
بهبود بخشیدن به خمیر پیتزا .
جلوگیری از انجماد آبجو .
تهیه کلوچه ، پنکیک و ویفر .

گلوکوزاکسیداز ، گلوکوز را در حضور اکسیژن ، اکسید و به گلوکونیک اسید تبدیل می کند.
از این آنزیم جهت حذف قند و در نتیجه پایدار ساختن محصولات حاصل از تخم مرغ و نیز افزایش مدت ماندگاری مشروبات غیر الکلی و سایر غذاهای حساس در برابر اکسیژن استفاده می شود.
مزیت این آنزیم در مقایسه با مواد شیمیایی ضد اکسایش در این است که آنزیم مذکور فعالیت خود را در طول زمان از دست نمی دهد زیرا اکسید نمی شود .

لیپازها ، چربیها و استرهای چرب را آبکافت و آنها را به گلیسریدها و مونوگلیسریدها تبدیل می کنند و از آنها در موارد زیر استفاده می شود :
بهبودی خاصیت اختلاط آلبومین تخم مرغ .
دگرگون کردن یا محلول ساختن چربیها و یا شکستن امولسیونها .
بهبود بخشیدن به طعم مواد لبنی .
تولید اسیدهای چرب از چربی کره .

تابش دهی
مهمترین مزایای استفاده از تابش دهی به قرار زیر است :
نیازی به حرارت دادن غذا نیست و لذا مشخصات ظاهری تغییر چندانی نمی کنند .
غذاهای بسته بندی شده و منجمد را نیز می توان در معرض تابش قرار داد .
غذاهای تازه را می توان فقط با یک فرایند و بدون نیاز به استفاده از مواد شیمیایی حفاظت کرد .
انرژی مصرفی بسیار کم است .
تغییر در ارزش غذایی مواد ، قابل مقایسه با سایر روشهای حفاظتی است .
این فرایند به طور خودکار کنترل می شود و هزینه کارگر کم است .

مشکلات اساسی در روش تابش دهی عبارت است از :
کاهش ارزش غذایی .
امکان مقاوم شدن میکروارگانیسمها در برابر تابش .
عدم دسترسی به روشهای تجزیه برای تشخیص آن که غذا در معرض تابش قرار گرفته است .
عکس العمل مردم به واسطه وحشت از پرتوزاشدن غذا .

بلانچینگ
بلانچینگ جهت نابودی فعالیتهای آنزیمی در سبزیها و برخی از میوه ها قبل از فراورشهای بعدی به کار می رود . بنابراین فقط یک روش حفاظتی محسوب نمی شود . معدودی از سبزیها ( مثل پیاز و فلفل سبز ) نیازی به بلانچینگ جهت جلوگیری از فعالیتهای آنزیمی در ضمن نگهداری ندارند . برای غیر فعال کردن آنزیمها ، غذا را تا دمای نزدیک به محیط سریعاً خنک می سازند .

فرایند بلانچینگ ، تعداد ریز موجودات در سطح غذا را کاهش می دهد و لذا در عملیات حفاظتی بعدی نقش کمکی دارد . فرایند بلانچینگ ، بافتهای گیاهی را نیز نرم و هوا را از فواصل بین سلولی خارج می سازد که سبب تسهیل در پرکردن قوطیهای کنسرو می شود.

عوامل موثر بر زمان زمان بلانچینگ عبارتند از :
نوع میوه یا سبزی
اندازه قطعات غذا
دمای بلانچینگ
روش گرمادهی

آنزیمهایی که سبب نقصان ارزش غذایی و طعم سبزیها و میوه ها می شوند شامل لیپوکسیژناز ، پلی فنول اکسیداز ، پلی گالاکتوروناز ، کلروفیلاز می باشند.
دو آنزیم مقاوم در برابر حرارت که در اغلب سبزیها یافت می شوند عبارتند از کاتالاز و پروکسیداز.
پروکسیداز در برابر حرارت مقاومتر از کاتالاز است و لذا نابودی فعالیت پروکسیداز مبین این است که سایر آنزیمهای کمتر مقاوم نیز منهدم شده اند .

پاستوری کردن
پاستوری کردن یک فرایند حرارتی نسبتاً ملایم است که معمولاً در زیر C 100 برای افزایش زمان ماندگاری غذا تا چند روز ( مثل شیر ) یا چند ماه ( مثل آب میوه ) است.
فرایند مذکور غذا را بر اثر قطع فعالیت آنزیمها و انهدام میکروارگانیسمهای حساس در برابر گرما حفظ می کند و فقط تغییرات ناچیزی در خواص ظاهری و یا ارزش غذایی مواد بر جای می گذارد.
شدت فرایند حرارتی و افزایش زمان ماندگاری غذا را اغلب با تعیین آن تشخیص می دهند.

حرارت مورد نیاز برای افزایش دمای یک مایع در فرایند پاستوری کردن از رابطه به دست می آید :

که : Q(W) سرعت انتقال حرارت ، m(kgs-1) سرعت جریان جرمی ، C(kJkg-1 C-1) ظرفیت حرارتی و تغییر دماست .

روش پاستوری کردن را میتوان با انتخاب شرایط دمای بالا و مدت کوتاه (HTST) یا پاستوری کردن آنی به گونه ای بهینه کرد که خواص ظاهری و ارزش غذایی مواد حفظ شوند.
فسفاتاز قلیایی یک آنزیم طبیعی است که در شیر یافت می شود. اگر فسفاتاز فعّال باشد نتیجه می گیرند که روش حرارتی به کار رفته برای انهدام باکتریهای بیماری زا کافی نبوده است و یا محصول پاستوری شده با شیر پاستوری نشده آلوده شده است .

عقیم کردن حرارتی
عقیم کردن فرایندی است که در آن غذا را به منظور قطع فعالیتهای میکروبی و آنزیمی به دمای بالا می رسانند و به مدت کافی در دمای فوق نگه می دارند. در نتیجه این عمل زمان ماندگاری غذاها به متجاوز از شش ماه افزایش می یابد.

زمان لازم برای عقیم کردن غذاها به عوامل زیر بستگی دارد:
مقامت حرارتی میکروارگانیسمها با آنزیمهایی که ممکن است در غذا وجود داشته باشند.
شرایط گرمادهی (تقابل)
pH غذا
گنجایش ظروف
حالت فیزیکی غذا

درغذاهای کم اسید(PH>4.5) ، خطرناکترین باکتری که ممکن است وجود داشته باشد کلوستریدیوم – بوتولینوم است که مقاومت دربرابرحرارت، مولد هاگ وبیماری زاست. این باکتری بی هوازی است، در داخل ظروف بسته رشد می کند و سم مهلکی ترشح می نماید.
در غذاهای اسیدی (3.7>pH)، قطع فعالیت آنزیمی مهمترین علت فراورش است و لذا شرایط حرارتی با شدت کمتری اعمال می شود. انهدام حرارتی میکروارگانیسمها به صورت لگاریتمی انجام می گیرد.

عواملی که اثرات مهمی بر سرعت نفوذ حرارت به درون غذا دارند:
نوع محصول
گنجایش قوطی
چرخاندن قوطیها
دمای تقابل
شکل قوطی
جنس قوطی

برای محاسبه سریع مدت فراورش عقیم کردن حرارتی معادله زیر به کار می رود :

در رابطه فوق، B( min ) مدت گرمادهی،fh ( min ) مدت یک چرخه لگاریتمی دما در منحنی نفوذ حرارت و jh ضریب تاخیر حرارتی، Ih = (θr – θih) (°C ) اختلاف بین دمای تقابل و دمای اولیه محصول، gاختلاف بین دمای تقابل و دمای نهایی محصول، θr دمای تقابل و θih دمای اولیه محصول است .

ترکیبات مختلفی از دما – زمان را می توان در نظر گرفت که دارای اثر مرگ آور یکسانی بر میکروارگانیسم باشد. منحنی انهدام حرارتی (TDT) با معادله زیر بیان می شود :
TDT=10121-θ/z
که θ(°C)دمای گرمادهی است .
معکوس TDTبه سرعت انهدام موسوم است .

پیش از دربندی قوطیها، هوا را به کمک هواگیری از درون آنها خارج می سازند.
قوطیها را با روشهای زیر هواگیری می کنند:
پر کردن قوطی ازغذای داغ
پر کردن قوطی از غذای سرد و سپس حرارت دادن آن تا دمای 80الی C°95 در حالی که در قوطی نیمه مسدود است
خارج ساختن مکانیکی هوا با استفاده از تلمبه خلاً
دربندی قوطی در جریان بخار در حالی که وزش بخار (در فشار 34 تا kPa 41.5) هوا را یک لحظه قبل از دربندی قوطی از سطح غذا به خارج می راند .

چهار نوع عمده ظروف نگاهداری غذاهای عقیم شده به شرح زیر است:
قوطیهای فلزی
ظروف شیشه ای یا بطری
کیسه های انعطاف پذیر
سینی های غیرقابل انعطاف

تقابل ( فراورش حرارتی )
به کمک بخار آب
به کمک آب داغ
به کمک شعله

از روش UHT (به کار بردن دماهای بالا در مدت کوتاه ) برای عقیم کردن انواع غذاهای مایع ونیز غذاهایی که محتوی ذرات ریز وجدا از یکدیگر هستند،استفاده می شود.
فرایند UHT مستقل ازشرایط فراورش است.
امکان ماندگاری طولانی غذا به مدت حداقل شش ماه و بدون نیاز به یخچال است.
بسته بندی ارزانتر، تولید بیشتر به واسطه عملیات خودکار و صرفه جویی در انرژی از مزایای دیگر فرایند UHT است.
فرایندUHT یک روش اقتصادی فراورش شیر نیز هست زیرا بر خلاف شیر پاستوریزه شده، توزیع آن نیازی به وسایل حمل ونقل مجهز به سرد خانه ندارد.

محدودیتهای فرایندUHT
هزینه و پیچیدگی زیاد
لزوم ضدعفونی کردن مواد بسته بندی شده
محدودیتهای مربوط به خطوط لوله و مخازن
تامین هوای عقیم شده
پاک نگاه داشتن ماشینهای پر کننده
نیاز به مهارت بیشتر کارکنان و تعمیرکاران است.

تبخیر
تبخیر عبارت از خارج ساختن ناکامل آب از غذاهای مایع بر اثر عمل جوشش است. تبخیر، طعم یا رنگ غذا را تغییر می دهد.

کاربردهای مهم تبخیر عبارتند از:
از آن برای تغلیظ اولیه غذا قبل از خشک کردن، انجماد یا عقیم کردن آن،به منظور کاهش وزن و حجم غذا استفاده می کنند. این عمل کاهش هزینه های نگاهداری، حمل و نقل و توزیع می شود.
تبخیر، میزان مواد جامد موجود در غذا را افزایش می دهد ولذا به علت کاهش فعالیت آب سبب حفظ آن می شود.
این فرایند سبب ایجاد تسهیلات بیشتری برای مصرف کننده و نیزتولید کننده می شود.

عوامل موثر بر سرعت انتقال حرارت و درنتیجه مدت فراورش و کیفیت محصول :
اختلاف دمای بین بخار و مایع جوشان
جرم گرفتگی سطوح انتقال حرارت
لایه های مرزی

در روش تبخیر از سه روش مختلف برای کاهش مصرف انرژی استفاده می شود:
باز تراکم بخار
پیش گرمایش
تبخیر چند مرحله ای

آب زدایی
آب زدایی یا ( خشک کردن ) عبارت است از کاربرد حرارت ( در شرایط کنترل شده )به منظور حذف بخش اعظم آب موجود در غذا که از طریق تبخیر ( یا در مورد خشک کردن انجمادی به کمک تصعید ) صورت می گیرد.
هدف اصلی از عمل آب زدایی، افزایش زمان ماندگاری غذا در اثر کاهش فعالیت آب است. این امر از رشد میکروبها و فعالیت آنزیمها جلوگیری می کند اما معمولاً دمای محصول جهت غیر فعال کردن آنزیم کافی نیست.
کاهش وزن و حجم غذا سبب تقلیل هزینه های حمل و نقل و انبارداری می شود و در بعضی موارد، تنوع و آسایش بیشتری جهت مصرف کننده فراهم می سازد.

نم سنجی،مطالعه روابط متقابل بین دما و رطوبت هواست.
ظرفیت هوا در دفع رطوبت از غذا بستگی به دما و میزان بخار آب موجود در هوا دارد.
مقدار بخار آب موجود در هوا را با رطوبت مطلق (جرم بخار آب به ازای واحد جرم هوای خشک) و یا رطوبت نسبی (RH) (نسبت فشار جزئی بخار آب در هوا به فشار بخار آب سیر شده در همان دما ضرب در 100 )بیان می کنند.

آب،توسط مکانیسمهای زیر به سطح غذا انتقال می یابد:
انتقال مایع با نیروی لوله های مویین
نفوذ مایع به واسطه اختلاف غلظت حلشده ها در نقاط مختلف غذا
نفوذ مایعاتی که به صورت لایه بر سطح سازندگان جامد غذا جذب سطحی شده اند.
نفوذ بخار آب در فضاهای درونی غذا که از هوا انباشته شده است.

غذاها را به دو گروه نم گیر و نا نم گیر تقسیم می کنند.
غذاهای نم گیر دسته ای هستند که در آنها فشار جزئی بخار آب بستگی به رطوبت موجود دارد.
در غذاهای نانم گیر،فشار بخار آب،علیرغم تغییرات میزان رطوبت،ثابت می ماند.

هوای مورد استفاده در عمل خشک کردن باید دارای سه ویژگی باشد:
دمای تر – مخزن نسبتاً بالا
رطوبت نسبی کم
سرعت زیاد

وقتی که میزان رطوبت غذا به پایینتر از حد بحرانی برسد، سرعت خشک شدن به آرامی کاهش می یابد و پس از رسیدن به حد تعادلی رطوبت (یعنی حالتی که غذا با هوای خشک کن به تعادل می رسند )، به سمت صفر میل می کند. این پدیده به " دوره سقوط سرعت " موسوم است.
غذاهای نانم گیر تنها دارای یک دوره سقوط سرعت می باشند در حالی که غذاهای نم گیر دو دوره دارند.

عوامل موثربرسرعت خشک شدن
مشخصات خشک کن
ویژگیهای غذا
سرعت دفع رطوبت
اندازه قطعات غذا
چربی موجود در غذا
روش تهیه غذا
مقدار غذای موجود در خشک کن نسبت به گنجایش دستگاه

سرعت انتقال حرارت از رابطه زیر به دست می آید:
Q = hcA ( θa-θs )
که ( J s-1) Q سرعت انتقال حرارت، ( hc (W m-2 °K-1 ضریب انتقال حرارت سطحی برای گرمایش همرفتی، A (m2)سطح آزاد موجود برای خشک شدن، (°C) θa میانگین دمای خشک – مخزن هوا، (°C) θs میانگین دمای تر – مخزن هواست.

مدت خشک شدن در دوره سرعت ثابت از رابطه زیر به دست می آید:

که t(s) مدت خشک شدن، Mi ( بر حسب kgبه ازای هر kg جامد خشک ) رطوبت اولیه غذا، Mc (بر حسبkg به ازای هرkg جامد خشک ) میزان رطوبت بحرانی، ( J kg-1 ) گرمای نهان تبخیر آب در دمای تر – مخزن ،( hc) ضریب انتقال حرارت سطحی و ρ ( kg m-3) چگالی توده غذا، x(m) ضخامت بستر غذا در سینی ، (°C) θa میانگین دمای خشک – مخزن هوا و (°C) θs میانگین دمای تر – مخزن هواست.

مدت خشک شدن، وقتی که تبخیر آب از یک قطره کروی در یک خشک کن پاششی صورت گیرد، از رابطه زیر به دست می آید:

که t(s) مدت خشک شدن، ( kg m-3) ρ1 چگالی مایع، Mi ( بر حسب kgبه ازای هر kg جامد خشک ) رطوبت اولیه غذا، r (m) قطر دانه، Mf ( بر حسبkg به ازای هرkg جامد خشک ) رطوبت نهایی ، ( J kg-1 ) گرمای نهان تبخیر آب در دمای تر – مخزن است.( hc) ضریب انتقال حرارت سطحی و ρ ( kg m-3) چگالی توده غذا، (°C) θa میانگین دمای خشک – مخزن هوا، (°C) θs میانگین دمای تر – مخزن هواست.

خشک کردن با استفاده از سطوح داغ
در این روش، حرارت از یک سطح داغ به لایه نازکی از غذا هدایت می شود و رطوبت از سطح آزاد محصول تبخیر می گردد. مقامت اصلی در برابر انتقال حرارت را گرما رسانندگی غذا تشکیل می دهد.

پختن و برشته کردن
عملیات پختن و برشته کردن اصولاً عملیات واحدی یکسان محسوب می شوند به این معنی که در هر دو از هوای گرم جهت تغییر کیفیت خوراکی غذا استفاده می شود. اما کاربرد آنها با یکدیگر تفاوت دارد.
پختن معمولاً به فراورش غذاهایی که جزء اصلی آنها آرد یا میوه است اطلاق می شود.
برشته کردن به فراورش گوشت، آجیل و سبزیها اختصاص دارد.
هدف ثانوی از پختن، حفظ غذا از طریق انهدام میکروبها و تقلیل فعالیت آب در سطح آن است.
مدت ماندگاری اغلب غذاهای پخته شده کوتاه است مگر آن که به کمک خنک کردن یا بسته بندی مناسب طولانی شود.

انتقال حرارت به غذا در یک تنور، از طریق
تابش از دیواره های دستگاه
همرفت هوا
رسانش به سینیهای فلزی محتوی غذا صورت می گیرد.

فراورش حرارتی با استفاده از روغن داغ

سرخ کردن
سرخ کردن، یکی از عملیات واحدی است که به منظور تغییر کیفیت غذا به کار می رود.
از مزایای سرخ کردن، اثر حفاظتی آن است که به واسطه انهدام حرارتی میکروبها و آنزیمها و کاهش فعالیت آب در سطح غذا حاصل می شود.
زمان ماندگاری محصولات سرخ شده، بستگی به رطوبت باقیمانده در غذا پس از اتمام فراورش دارد.
با قرار دادن غذا در روغن داغ، دمای سطحی به سرعت بالا می رود و آب آن، بخار می شود.

زمان لازم برای سرخ کردن غذا به موارد زیر بستگی دارد:
نوع غذا
دمای روغن
روش سرخ کردن
ضخامت قطعات غذا
تغییر مورد نظر در کیفیت غذا

دو روش مهم اقتصادی در سرخ کردن غذا متداول است:
سرخ کردن سطحی
غوطه ور ساختن در روغن

سرخ کردن سطحی ( یا تماسی )
این روش جهت فراورش قطعاتی که نسبت سطح به حجم آنها زیاد است، بسیار مناسب است. حرارت بیشتری در اثر رسانش گرما از کف داغ ظرف، پس از عبور از یک لایه نازک روغن، به غذا منتقل می شود. ضخامت لایه روغن به علت نا منظم بودن سطح غذا یکنواخت نیست.

سرخ کردن غوطه ور در روغن
در این روش، انتقال حرارت به صورت ترکیبی از همرفت در داخل روغن داغ و رسانش به درون غذا انجام می شود.
تمام قسمتهای سطح غذا در معرض حرارت یکسانی قرار می گیرند و در نتیجه رنگ و ظاهر یکنواختی پیدا می کنند.
سرخ کردن به روش غوطه ور، جهت فراورش قطعات غذا به هر شکلی مناسب است اما به هنگام خارج ساختن قطعات غیرمنتظم از ظرف،روغن بیشتری به آنها می چسبد.

با قرار دادن غذا در مسیر امواج میکرو، بخشی از انرژی الکترومغناطیسی جذب و تبدیل به گرما می شود.
مقدار انرژی جذب شده را با ضریب اتلاف ماده تعیین می کنند.
غذاها معمولاً دارای رطوبت زیاد و ضریب اتلاف بالا هستند و لذا به سرعت انرژی و حرارت را جذب می کنند.
نظر به اینکه توزیع انرژی در توده غذا غیر یکنواخت است، انتقال حرارت از طریق رسانش نیز صورت می گیرد.

عمق نفوذ امواج میکرو به ضریب اتلاف غذا و طول موج یا فرکانس امواج بستگی دارد:

که x(m)عمق نفوذ، λ(m) طول موج در فضا،ε’ ثابت دی الکتریک و(tan δ ( ε”/ε’ تانژانت اتلاف ( یا ضریب اتلاف یا ثابت اتلاف ) است.

سرعت انتقال حرارت از امواج زیرقرمز بستگی به موارد زیر دارد:
دمای سطوح گرما ده و گرماگیر
ویژگیهای سطح خارجی دو ماده
شکل اجسام نشر کننده و دریافت کننده امواج

مقدار حرارت نشر شده از یک تابنده کامل ( که به" جسم سیاه" موسوم است) با استفاده از معادله استفن-بولتسمان محاسبه می شود:
Q = εσAT4

Q ( J s-1 )سرعت حرارت نشر شده،
s =5.7 ×10-8 (J s-1m-2K-4) ثابت استفن – بولتسمان، A (m2)مساحت سطح خارجی وT (K) دمای مطلق است.

سرعت انتقال حرارت به غذا با تفاضل سرعت جذب و سرعت نشر برابر است.

T1(K) دمای نشر کننده وT2(K) دمای جاذب است.

تفاوتهای عمده بین میکروموج و زیرقرمز به قرار زیر است:
امواج میکرو در نوارهای فرکانس ویژه معینی تولید می شوند. حال آنکه گستره فرکانسهای امواج حرارتی، گسترده تر و نامحدودتر است.
عمق نفوذ امواج به درون غذا بستگی مستقیم به فرکانس آنها دارد، بنابراین امواج میکرو که فرکانس پایینتری دارند بیش از امواج زیر قرمز در غذا نفوذ می کنند.
امواج میکرو با ایجاد اصطکاک بین مولکولهای آب تولید حرارت می کنند در حالی که امواج زیر قرمز به راحتی جذب و تبدیل به حرارت می شوند.

میزان حرارت ایجاد شده توسط امواج میکرو تا حدودی به رطوبت موجود در غذا نیز بستگی دارد، در حالی که دامنه گرمایش حاصل از تابش امواج زیر قرمز تنها به ویژگیهای سطح غذا و رنگ آن وابسته است.
نفوذ کم عمقتر انرژی زیرقرمز، بدین معنی است که اهمیت گرما رسانندگی غذا در گرمایش با امواج مذکور بیش از اهمیت آن در گرمایش با امواج میکرو است. گرمایش با امواج زیرقرمز محدود به سطح غذاست در حالی که امواج میکرو سراسر غذا را گرم می کنند.
از امواج میکرو برای حفاظت غذا استفاده می شود ( مثل خشک کردن، بلانچینگ و پاستوریزه کردن ) در حالی که امواج زیرقرمز را اغلب برای تغییر کیفیت غذا یعنی تغییر رنگ سطح، طعم و عطر آن به کار می برند.

خنک کردن
خنک کردن، نوعی عملیات واحدی است که در آن غذا را خنک کرده به دمای بین-1°C و8°C می رسانند. از این عملیات برای کاهش سرعت واکنشهای زیست شیمیایی و میکروبی و افزایش مدت ماندگاری غذاهای تازه و فراورش شده استفاده می کنند.
خنک کردن، تغییرات ناچیزی در خواص ظاهری و مواد مغذی غذا به وجود می آورد.

غذاها را بر حسب دمای نگاهداری آنها به سه دسته تقسیم می کنند:
1- تاC°1+ (ماهی تازه، گوشت، سوسیس و گوشت چرخ کرده، گوشت و ماهی دودی )
صفر تاC° 5+ (کنسرو گوشت پاستوری شده، شیر، خامه، ماست، سالادهای آماده، ساندویچ، محصولات پخته شده، ماکارونی، پیتزا، خمیر و شیرینی )
صفر تاC° 8+ (گوشت کاملاً پخته، کلوچه ماهی، گوشت خام یا پخته نمک سود، کره، مارگارین، پنیر سفت و میوه های نرم )

اگر عمل خنک کردن را با کنترل ترکیب نسبی هوای انبار توام کنند، اثر باز دارندگی بیشتری حاصل خواهد شد.
ترکیب نسبی گازهای محیط را می توان به سه روش زیر تغییر داد:
انبار کردن در فضای تحت کنترل (CAS)که غلظت گازهای اکسیژن، کربن دی اکسید و برخی اوقات اتیلن تنظیم و تثبیت می شود.
انبار کردن در فضای پیرایش یافته (MAS) که ترکیب نسبی گازهای فضای انبار مسدود بر اثر فعالیت طبیعی جذب و دفع اکسیژن و کربن دی اکسید توسط غذا تغییر می کند ولی امکان کنترل فرایند ناچیز است.
بسته بندی در محفظه پیرایش یافته(MAP) ( یا تزریق گاز ) که ترکیب نسبی گازهای درون بسته غذا را ( با پوششی که تراوایی آن مشخص است )، پس از پر کردن بسته از غذا و قبل از مسدود کردن دهانه پوشش، تغییر می دهند.

میکروارگانیسمها را می توان بر اساس دمای لازم برای رشد آنها به سه دسته وسیع تقسیم کرد:
گرما دوست
اعتدال دوست
سرما دوست

عواملی که مدت ماندگاری غلات تازه را در سردخانه تعیین می کنند عبارتند از:
نوع و گونه های مختلف غذا
جزء انتخاب شده
شرایط غلات در هنگام برداشت
دمای اماکن توزیع و فروش
رطوبت نسبی محیط انبار

ماندگاری غذاهای سرد فراورش شده به موارد زیر بستگی دارد:
نوع غذا
میزان انهدام میکروبی و توقف فعالیت آنزیمی که در فراورش غذا حاصل شده است.
رعایت بهداشت در حین فراورش و بسته بندی غذا
موانع موجود در بسته بندی
دما، طی عملیات توزیع و انبار کردن و نگهداری در انبار

انجماد
انجماد نوعی عملیات واحدی است که در آن دمای غذا به زیر نقطه انجماد میرسد و قسمتی از آب تغییر حالت داده و به صورت بلور یخ در می آید . عدم تحرک ناشی از تبدیل آب به یخ و افزایش غلظت مواد در آب منجمد نشده سبب تقلیل فعالیت آب در غذا می شود .

غذاهای منجمد را از نظر تجارتی به دسته های زیر تقسیم می کنند :
میوه ها به صورت کامل یا خمیر شده و یا به شکل عصاره غلیظ
سبزیها
فیله ماهی و غذاهای دریایی و نیز قطعات آماده شده ماهی به شکلهای مختلف و غذاهای آماده همراه با سس
گوشت به شکل لاشه ، قطعات خردشده یا مکعبی به صورت بسته بندی و محصولات گوشتی
غذاهای پخته شده
غذاهای آماده

آب دارای گرمای ویژه و گرمای نهان ذوب بالایی است . بنابراین برای انجماد غذاها انرژی قابل ملاحظه ای مورد لزوم است .
نقطه انجماد غذا دمایی است که در آن مقدار ناچیزی از بلورهای یخ در حال تعادل با آب درون غذا قرار می گیرد .

قبل از آنکه بلور یخ تشکیل شود باید هسته ای از مولکولهای آب به وجود آید . دو نوع هسته زایی موجود است :
هسته زایی همگن
هسته زایی ناهمگن

دمایی که به ازای آن ، بلور هر یک از حل شده ها به حال تعادل با محلول
منجمد نشده و یخ در می آید ، دمای اتکتیک آن سازنده نامیده می شود .

پس از انجماد، میزان افزایش حجم غذا با توجه به عوامل زیر بسیار متفاوت است :
رطوبت موجود در غذا
آرایش سلولی
غلظت مواد حل شده ها
دمای دستگاه انجماد

محاسبه مدت انجماد به دلایل زیر پیچیده است :
تفاوتهای موجود در دمای اولیه غذا .
تفاوتهای موجود بین اندازه و شکل قطعات مختلف غذا .
تفاوتهای موجود بین تقاط انجماد و سرعت تشکیل بلور یخ در نواحی مختلف هر قطعه از غذا .
تغییرات چگالی ، گرما رسانندگی ، گرمای ویژه و ضریب نفوذ غذا در اثر کاهش دما .

اگر قطعات غذا مکعبی شکل باشد ، مدّت انجماد آن از رابطه زیر محاسبه می شود :

که : tf(s) مدت انجماد ، L(m) هر ضلع مکعب ، h(Wm-2K-1) ضریب انتقال حرارت سطحی ، f(C) نقطه انجماد غذا ، a(C) دمای محیط انجماد ، (Jkg-1) گرمای نهان تبلور ، (kgm-3) چگالی غذا ، x(m) ضخامت لایه بسته بندی ، k1(Wm-1K-1) گرما رسانندگی بسته ، k2(Wm-1K-1) گرما رسانندگی ناحیه منجمد هستند .

ضریب انتقال حرارت را می توان از معادله زیر ، به دست آورد :

اثر حاصل از انجماد
اثر مهم انجماد بر کیفیت غذا ، آسیب وارده بر سلولها به واسطه رشد بلورهای یخ است .
تفاوتهای قابل ملاحظه ای بین مقاومت بافتهای حیوانی و گیاهی در برابر آسیبهای ناشی از انجماد وجود دارد .
گوشت ، دارای ساختار الیافی و انعطاف پذیر است که این الیاف در حین انجماد از یکدیگر جدا می شوند ولی نمی شکنند و لذا ساختار گوشت دچار آسیب جدی نمی شود .
ساختار سلولی سخت تر میوه ها و سبزیها ، در اثر بلورهای یخ آسیب می بینند .
در انجماد سریع آسیب فیزیکی ناچیزی بر غذا وارد می شود و اختلاف فشار بین خارج و داخل به وجود نمی آید.
سرعت بسیار انجماد نیز در بعضی از غذاها ایجاد تنش داخلی می کند و سبب ترک و یا گسیختگی بافتها شود .

تغییرات مهمی که در حین نگاهداری غذاهای منجمد روی می دهد به قرار زیر است :
فروپاشی رنگدانه ها
اتلاف ویتامینها
فعالیت آنزیمی باقیمانده
اکسایش لیپیدها

بازتبلور
به طور کلی تغییرات فیزیکی بلورهای یخ ( مثل تغییر شکل ، اندازه و یا جهت آنها ) باز تبلور نامیده می شود و عامل مهمی در تنزل کیفیت غذا ست . سه نوع بازتبلور در غذاها به شرح زیر صورت می گیرد:
باز تبلور هم جرم . این پدیده سبب تغییر شکل سطحی یا ساختار داخلی می شود.
بازتبلور یک پارچه کننده . بلورهای یخ مجاور هم به یکدیگر اتصال می یابند و سبب کاهش تعداد بلورهای موجود در غذا می شوند .
بازتبلور مهاجرتی . در این تحول ، اندازه متوسط بلورها افزایش می یابد و از تعداد متوسط بلورها کاسته می شود .

باز تبلور مهاجرتی به علت نوسانات دمای سردخانه است.

نوسانات دما را به روشهای زیر به حداقل می رسانند :
کنترل دمای سردخانه
استفاده از درهای خودکار و پرده های بازدارنده ورود هوا به هنگام بارگیری وسائط نقلیه یخچالدار
توزیع سریع غذا بین فروشگاه ها
گردش و کنترل صحیح غذاهای موجود در سردخانه

کیفیت غذاهای منجمد را در هر یک از مراحل تولید ، نگاهداری و توزیع ، با آزمون عمر با کیفیت بالا (HQL) ارزیابی می کنند . عمر با کیفیت بالا ، مدتی است که می توان غذا را تا قبل از آن که 70 الی 80 درصد از اعضای گروه کارشناسان ، تغییر آشکاری را در طعم آن تشخیص دهند ، نگاهداری کرد .

ملاحظات اساسی در آب کردن یخ غذا عبارتند از :
پرهیز از داغ کردن غذا
به حداقل رساندن مدت آب شدن یخ
پرهیز از آب زدایی شدید غذا

خشک کردن انجمادی و تغلیظ انجمادی
در خشک کردن انجمادی و تغلیظ انجمادی اثر حفاظتی ناشی از کاهش فعالیت آب حاصل می شود. اما این امر بدون استفاده از گرما صورت می گیرد و لذا کیفیت غذایی و کیفیت ظاهری غذا آسیب کمتری می بیند. هزینه انرژی جهت سرما سازی زیاد است. در خشک کردن انجمادی ، هزینه تولید خلا جزئی نیز بر مخارج دیگر افزوده می شود. برای خشک کردن غذاهای گرانبها که دارای عطر و بافت آسیب پذیری هستند به کار می رود .

بسته بندی
بسته بندی یک جزء غیر قابل تفکیک از فراورش غذاست . بسته بندی دارای دو نقش اساسی است :
تبلیغ و معرفی غذا در محل فروش
حفاظت از غذا در مدّت ماندگاری آن .

عوامل مهمی که سبب خرابی و فساد غذا در حین نگاهداری آن می شوند ، عبارتند از :
نیروهای مکانیکی ( ضربه ، ارتعاش ، تراکم و سایش )
اثرات آب و هوایی که سبب تغییرات فیزیکی یا شیمیایی در غذا می شوند ( نور UV ، بخار آب ، اکسیژن ، تغییرات دما )
آلودگی ( از طریق میکروبها ، حشرات و خاک )
دستکاری و تقلب

از نظر بازار فروش مهمترین ملاحظات عبارتند از :
شکل و چگونگی ارائه علامت بازرگانی بر روی بسته غذا .
انعطاف پذیری عملیات در برابر تغییر اندازه و تغییر طراحی بسته غذا .
انطباق یا روش توزیع و نیازمندیهای فروشنده .
یک بسته غذا بایستی از نظر زیبایی شناسی جالب بوده و دارای اندازه و شکل مناسب باشد ، غذا را به خوبی نگاه دارد و دفع یا استفاده مجدد از آن به سهولت میسر شود . همچنین در طراحی بسته ها باید تمام شرایط قانونی ناظر بر طبقه بندی و برچسب زنی غذاها رعایت شود .

میزان جذب نور به وسیله یک بسته غذا از رابطه تعیین می شود :

که : I شدت جذب نور به وسیله غذا ،Ii شدت نور فرودی ، Tp جزئی از نور که از مواد مخصوص بسته بندی عبور می کند ، Rp جزئی از نور که توسط مواد بسته بندی بازتابیده می شود و Rf جزئی از نور است که توسط غذا بازتابیده می شود .
جزیی از نور که از مواد بسته بندی عبور می کند ، از قانون بیر – لامبرت به دست می آید :

که It شدت عبور نور از بسته ، k جذب ویژه مواد بسته بندی و x(m) ضخامت مواد بسته بندی است .

خاصیت عایق بودن یک بسته را با گرمارسانندگی و قابلیت بازتابش آن تعیین میکنند . موادی که گرمارسانندگی آنها پایین است ، انتقال گرمای رسانشی را کاهش می دهند و مواد بازتابنده ، گرمای تابنده را نیز منعکس می کنند .
سرعتهای انتقال رطوبت و اکسیژن ، مهمترین عوامل در تعیین مدت ماندگاری غذاهای خشک شده ، غذاهای پرچربی یا غذاهای حاوی ترکیبات حساس در برابر اکسیژن محسوب می شوند .

دلایل اصلی آلودگی میکروبی غذاهای فراورش شده به قرار زیر است :
ورود هوا و آب آلوده از طریق منافذ سوزنی به هنگام تشکیل فضای خلا فوقانی در ظروف دربسته
سرایت آلودگی درزبندیهای حرارتی به محصول
درزبندی ناقص و معیوب
آسیب دیدن مواد مخصوص بسته بندی

توان یک بسته برای حفظ غذا از آسیبهای مکانیکی را با کمیتهای زیر می سنجند :
استحکام کششی
مدول یانگ
طویل شدن کششی
نیروی تسلیم
استحکام تصادمی ( نیروی لازم برای نفوذ به ماده )

مواد ویژه بسته بندی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند :
ظروف مخصوص حمل و نقل که جهت حفظ مواد در حین حمل و نقل و توزیع به کار می رود ( مثل جعبه های چوبی ، فلزی یا مقوایی ، صندوق ، بشکه)
ظروف ویژه فروش ( یا واحد مصرف کننده ) که برای حفاظت و تبلیغ غذا به کار می رود و در اندازه های مناسب ، جهت فروش و نگاهئاری در منازل ارائه می شود ( مثل قوطی فلزی ، بطری شیشه ای دردار ، جعبه پلاستیکی نیم نرم و سخت)

قوطیهای فلزی در مقایسه با انواع دیگر ظروف از مزایای متعددی برخوردارند ، از آن جمله می توان موارد زیر را ذکر کرد :
امکان حفاظت کامل محتویات قوطی
مناسب بودن جهت ارائه و نگهداری غذا در شرایط محیط
عدم امکان دستکاری محتویات

قوطیهای سه تکه
قوطیهای بهداشتی سه تکه ، متشکل از بدنه و دو قطعه انتهایی هستند که جهت بسته بندی محکم و غیرقابل نفوذ غذاهای عقیم شده حرارتی و نیز گردها ، عصاره ها و روغنهای خوراکی که فراورش حرارتی نشده اند ، به کار می روند . این قوطیها از جنس فولاد هستند که سطوح داخلی و خارجی آنها را از طریق برقکافت ، با لایه نازکی از قلع پوشش داده اند .

قوطیهای دو تکه
قوطیهای آلومینیومی دو تکه را با فرایند کشش و نازک کردن جدار (DWI) یا فرایند کشش و بازکشش (DRD) می سازند . جدار قوطیهای تولید شده به روش DWI ، نازکتر است .
تغییراتی که در طراحی اساسی قوطیهای دوتکه به عمل آمده است عبارتند از :
تقلیل قطر دهانه قوطی که سبب شکیلتر شدن آن می شود ، چیدن و ردیف کردن قوطیها را تسهیل می کند و موجب صرفه جویی در مصرف فلز می شود .
تعبیه حلقه های کشیدنی یا درپوشهایی که به آسانی و به طور کامل باز می شوند ، جهت رفاه بیشتر مصرف کننده .
استفاده از کامپیوتر در چاپ و طراحی و به کار بردن مرکبهای ضد سایش ، امکان چاپ بر روی فلز را پیش از شکل گیری قوطی میسر می سازد .

ظروف شیشه ای از مزایای زیر برخوردارند :
در برابر رطوبت ، گاز ، بو و میکروبها غیر قابل نفوذند .
موادی خنثی هستند ، با مواد غذایی واکنش نمی دهند و در آنها نفوذ نمی کنند .
سرعت پرکردن ظروف شیشه ای از قوطیهای فلزی بیشتر است .
اگر کاملاً مسدود باشند ، جهت فراورش حرارتی مناسب اند .
در برابر امواج میکرو شفاف اند .
از قابلیت استفاده مجدد و برگشت به چرخه تولید برخوردارند .
قابلیت درزبندی مجدد دارند .
شفاف اند و محتویات آنها قابل رویت است .
می توان آنها را به شکلها و رنگهای متنوع قالب گیری کرد .
ارزش و اهمیت محصول را از نظر مصرف کننده افزایش می دهند .
سختی شیشه زیاد است و می توان ظروف را بدون وارد آمدن آسیب به محتویات آنها کنار یکدیگر قرار داد و بارگیری کرد .

معایب ظروف شیشه ای عبارتند از :
وزن بیشتر که منجر به افزایش هزینه حمل و نقل ، در مقایسه با انواع دیگر بسته بندی می شود .
مقاومت کمتر ، در مقایسه با مواد دیگر ، در برابر شکستگی ، خراش و ضربه حرارتی .
یکنواختی کمتر ابعاد ظروف شیشه ای نسبت به سایر ظروف .
خطرات جدی ناشی از وجود تکه یا خرده شیشه در غذا .

فیلمهای انعطاف پذیر
ماده بسته بندی انعطاف پذیر ، به هر نوع ماده ای که سخت نباشد قابل اطلاق است . امٌا عنوان فیلم انعطاف پذیر را معمولاً فقط در موردمواد غیر الیافی که ضخامت آنها کمتر از 0.25 mm باشد به کار می برند . به طور کلی ، فیلهمای انعطاف پذیر از خواص زیر برخوردارند :
بهای آنها نسبتاً کم است .
بازدارنده قوی رطوبت و گاز هستند .
از قابلیت درزبندی حرارتی برخوردارند.
جهت پرکردن سریع مناسب اند .
از استحکام خشک و مرطوب برخوردارند .
برای چاپ مناسب اند .
انتقال آنها ساده است .
وزن ناچیزی دارند .
به راحتی شکل خارجی غذا را به خود می گیرند و فضای اضافی اشغال نمی کنند .

مهمترین انواع فیلمهای مناسب برای بسته بندی غذا :
سلولوز
پلی پروپیلن
پلی استر
پلی وینیلیدن کلرید

فیلمهای پوشش دار
فیلمها را با بسپارهای مختلف یا آلومینیوم اندود میکنند تا از قابلیت درزبندی حرارتی برخوردار شوند یا خاصیت بازدارندگی آنها افزایش یابد . اندود وینیل کلرید یا وینیل استات ، بر روی سلولوز ، فیلم را که دارای تراوایی متوسطی است ، محکمتر می کند . ماده حاصل ، سخت ، قابل کشش و در برابر هوا ، دود و رطوبت تراواست .

ظروف سخت و نیمه سخت
ظروف سخت و نیمه سخت را از یک بسپار تهیه می کنند . مزایای عمده این ظروف در مقایسه با ظروف شیشه ای و فلزی به قرار زیر است :
در برابر خوردگی مقاومترند .
وزن کمتری دارند که سبب حداکثر 40 درصد صرفه جویی در هزینه های حمل و نقل و توزیع میشود .
تولید انها در دمای پایینتری ، در مقایسه با شیشه ، صورت میگیرد و لذا انرژی کمتری به مصرف میرسد .
قالب گیری آنها دقیق است و به شکلهای مطلوب انعطاف پذیر در می آیند .
محکم و نشکن اند و دربندی آنها ساده است .
هزینه تولید آنها نسبتاً پایین است .

ظروف سخت و نیمه سخت به شش روش مختلف تولید می شوند :
شکل دهی گرمایی
قالب گیری دمشی
قالب گیری تزریقی
قالب گیری دمشی تزریقی
قالب گیری دمشی روزن رانی
قالب گیری دمشی کششی

کاغذ
خمیر کاغذ را از خرده های چوب به کمک آبکافت با اسید یا قلیا تهیه می کنند .
از آبکافت قلیایی ، خمیر سولفاته و از آبکافت اسیدی ، خمیر سولفیته حاصل می شود .
خمیر سولفاته جهت تهیه کاغذ کرافت به کار می رود . این نوع کاغذ ، محکم است و از آن در تولید کیسه های چند لایه مخصوص آرد ، شکر ، میوه و سبزی استفاده می کنند .
کاغذ سولفیته ، سبکتر و ضعیفتر از کاغذ سولفاته است . از آن در تهیه پاکتهای سبزی و آب نبات استفاده می کنند و به عنوان لایه داخلی در بسته های بیسکویت به کار می برند و نیز در تولید ورقه های چندلا به مصرف می رسانند .

کاغذ ضد چربی را از خمیر سولفیته که در آن الیاف سلولوز با شدت بیشتری کوبیده شده و ساختار متراکمتری پیدا کرده است ، تهیه می کنند .
گلاسه ( کاغذ براق ) نوعی کاغذ سولفیته ضد چربی است که سطح آن را به وسیله غلتکهایی کاملاً براق میکنند . این کاغذ به حالت خشک در برابر آب مقاوم است ولی به محض مرطوب شدن ، مقاومت خود را از دست می دهد.

کارتنهای مقوایی چندلا
از مقواهای چند لایه متشکل از پلی اتیلن سبک – آلومینیم – سورلین – پلی اتیلن سبک ، جهت بسته بندی غذاهای عقیم شده در دماهای بسیار بالا استفاده می کنند .
کارتنهای مقوایی چندلا دارای مزایای زیر هستند :
نشکن اند .
نیاز به برچسب یا درپوش اضافی ندارند .
تولید آنها با انرژی کمتری صورت می گیرد
در مقایسه با شیشه و فلز وزن بسیار کمتری دارند .
بازکردن و انهدام آنها از قوطیهای فلزی آسانتر است .
فضای کمتری را در قفسه فروشگاهها اشغال می کنند.

چاپ
مرکبهای چاپ ویژه کاغذها و فیلمها شامل یک رنگ است که در مخلوطی از حلالهای مختلف پراکنده شده و یک رزین که برای ایجاد جلا به کار می رود . مرکب ، ممکن است محتوی مواد پوشش دهنده و نرم کننده نیز باشند .
سه روش مختلف برای چاپ فیلم و کاغذ متداول است :
چاپ فلکسوگرافیک
چاپ کلیشه ای ( گراوری )
لیتوگرافی افست

کد گذاری
بر روی بسته هایی که برای فروش عرضه می شوند شماره رمزی چاپ می شود که به وسیله پرتو لیزر در محلهای فروش فروشگاههای بزرگ قرائت می گردد . این شماره ها امکان بررسی موجودی انبار و سفارشهای جدید را تسهیل می کند و از زدن برچسب قیمت و تهیه صورت حسابهای جداگانه ممانعت به عمل می آورد .

The End