prehrambena tehnologija, dio znanosti o hrani koja, primjenom inženjerskih, kemijskih, matematičkih i drugih znanja, proučava i unapređuje način preradbe sirovina biljnoga i životinjskoga podrijetla u gotove prehrambene proizvode. Znatan dio prehrambene tehnologije čini kontrola kvalitete sirovina i gotovih proizvoda, sanitacija postrojenja te automatizacija u vođenju procesa. Cilj tehnološkoga procesa proizvodnje hrane čuvanje je izvornih nutritivnih svojstava sirovine, odn. postizanje odgovarajućih fizikalnih, kemijskih, bioloških i organoleptičkih svojstava proizvoda.
Prehrambenu tehnologiju uglavnom čine procesi preradbe žita, proizvodnje masti i ulja, preradbe voća i povrća, proizvodnje škroba i šećera, preradbe mlijeka, proizvodnje i preradbe mesa i ribe, proizvodnje konditorskih proizvoda, proizvodnje polugotove i gotove hrane te preradbe i proizvodnje kave.
Preradba žita. Žito i njegove prerađevine imaju važno mjesto u prehrani ljudi. Najvažnija prerađevina je brašno, odn. njegove prerađevine. Brašno se proizvodi meljavom žita (složena meljava), najčešće pšenice, kukuruza, i drugih žitarica te ostalih zrnatih kultura (suncokret, slanutak, soja). Složena meljava provodi se u mlinovima s valjcima, a sastoji se od drobljenja prethodno očišćenih i kondicioniranih zrna žita te usitnjavanja izlomljenih zrna. Dobiveno brašno potom se pakira u odgovarajuću ambalažu i čuva u kondicioniranim skladištima. Preradbom brašna dobivaju se pekarski proizvodi (kruh, pecivo) i tjestenine. Tjestenina se proizvodi miješanjem brašna i vode, te ovisno o vrsti tjestenine i drugih sastojaka. Nakon miješanja izrađuju se zamjesi gnječenjem, te se proizvod formira ekstrudiranjem i sušenjem (→ mlinski proizvodi).
Proizvodnja masti i ulja. Za proizvodnju masti rabe se masna tkiva domaćih životinja (svinje, goveda, ovce), a za proizvodnju ulja uljarice (suncokret, uljana repica, soja, maslina, bundeva i dr.). Masti se dobivaju topljenjem masnih tkiva, a ulja složenim postupcima ekstrakcije i rafinacije. Sjeme uljarica se nakon sušenja, čišćenja, ljuštenja i mljevenja podvrgava prešanju te ekstrakciji ulja s pomoću organskih otapala. Dobivena se ulja potom pročišćavaju (rafiniraju) taloženjem, filtracijom, dezodorizacijom i dekoloriranjem. (→ ulja i masti)
Preradba voća. Kako sadržava znatne količine vode, svježe voće ima ograničenu trajnost, stoga se neposredno nakon berbe odvozi u hladnjače gdje se pri sniženim temperaturama i po potrebi u kontroliranoj atmosferi (smanjen udio kisika i povećan udio ugljikova dioksida) čuva do distribucije u trgovačku mrežu ili do daljnje preradbe u različite polugotove (voćna kaša, koncentrirani voćni sok) i gotove proizvode (voćni sok, marmelada, džem, žele, kandirano ili sušeno voće). Tehnološki procesi preradbe sastoje se od općih (čišćenje, pranje, probiranje i usitnjavanje) i specifičnih operacija (ovise o željenome proizvodu). Procesi proizvodnje voćnih sokova razlikuju se ovisno o tome proizvode li se bistri, kašasti ili mutni sokovi. Kod bistrih sokova, nakon usitnjavanja provodi se prešanje, depektinizacija, filtriranje i po potrebi korekcija sastava (dodavanje šećera ili kiselina) te pasterizacija i punjenje u ambalažu. Kod mutnih sokova (sokovi od agruma) se nakon raspolovljivanja plodova posebnim uređajima (ekstraktorima) provodi ekstrakcija soka, zatim korekcija, stabilizacija i pasterizacija, a kod kašastih se nakon pasiranja (u svrhu dobivanja kaše) provodi homogenizacija kako bi se dobio stabilan polidisperzni sustav. Koncentrirani sokovi dobivaju se postupcima koncentriranja uparavanjem pod sniženim tlakom ili kriokoncentriranjem bistrih ili mutnih sokova. Imaju povećani udio suhe tvari (najmanje 45%), a lako se čuvaju i transportiraju. Od voća se proizvode i voćni sirupi te drugi napitci.
Marmelada, džem i voćni žele ubrajaju se u voćne proizvode na bazi pektinskoga gela. Kod njih je najvažnija operacija stvaranje gela s pomoću šećera i kiselina u kiseloj sredini (pH oko 3). Kandirano voće dobiva se obradbom komadića svježeg voća šećernim otopinama sve većih koncentracija tako da šećer postupno difundira u voćno tkivo. Sušeno voće proizvodi se od cijelih ili dijelova plodova svježeg voća prirodnim sušenjem (s pomoću Sunčeva zračenja) ili strujanjem zagrijanoga zraka u sušnicama. Najčešće se suše šljiva, smokva, bobice grožđa, jabuka i marelica.
Preradba povrća. Sirovo povrće, kao i voće, ima ograničenu trajnost, pa ga je potrebno ili konzervirati ili preraditi. Najčešće se smrzava, suši, sterilizira ili konzervira mliječno-kiselom fermentacijom ili u slano-kiseloj tekućini. Početne operacije slične su kao i kod voća, uključuju čišćenje, pranje, sortiranje, kalibriranje i usitnjavanje, a provode se najčešće u istim uređajima koji se rabe i za preradbu voća. Prije smrzavanja, sušenja i sterilizacije povrće je potrebno blanširati (kratkotrajna obradba u vrućoj vodi). Povrće koje se najviše prerađuje u nove proizvode su rajčica i krumpir. Rajčica se prerađuje u koncentrate (različitih udjela suhe tvari, najviše 38–40%) postupkom uparavanja u isparnim stanicama, pelate (guljene rajčice), sokove za piće i umake (kečap). Krumpir se najčešće prerađuje u smrznuti pomfrit, čips i dehidratirani pire-krumpir. Za proizvodnju smrznutoga pomfrita rabi se krumpir određenog kalibra, koji se nakon pripremnih operacija reže u štapiće koji se blanširaju, djelomično prže u ulju, a potom zamrzavaju. Čips se dobiva prženjem tankih listića krumpira u ulju. Dehidratirani pire-krumpir je instant-proizvod u obliku pahuljica. Nakon pripremnih operacija sirovi se krumpir blanšira, kuha i pasira u kašu. Kaša se nakon korekcije sastava (potrebno je postići određeni udio suhe tvari) suši na uređaju sa zagrijanim valjcima. Dobiveni osušeni proizvod melje se u prah i pakira. Neke vrste povrća pogodne su za konzerviranje biološkim putem i mariniranjem (paprika, krastavac, kupus, repa), a neke sterilizacijom u staklenkama ili limenkama (grah, grašak, mahuna, mrkva). (→ voće i povrće)
Proizvodnja šećera. Šećer na tržište dolazi u obliku kristala, kao oblikovani šećer (u kocki) i kao mljeveni šećer (u prahu). Osnovne su sirovine za proizvodnju šećera šećerna repa i šećerna trska. Šećerna trska uzgaja se u relativno vlažnim tropskim predjelima, a šećerna repa u umjerenome klimatskom podneblju. U Hrvatskoj je tradicija proizvodnje šećera duga više od 100 godina i donedavno su ga iz šećerne repe proizvodile tri šećerane (Tvornica šećera Osijek, Tvornica šećera Virovitica i Sladorana iz Županje). Kako šećerna repa u svome zadebljalom korijenu sadržava oko 90% soka u kojem je otopljeno oko 14–18% saharoze te manju količinu drugih šećera, proces proizvodnje je dosta složen i odvija se u više faza. Repa se najprije na preradbu doprema s odsječenim vršnim dijelom (glavom), zatim se podvrgava temeljitom pranju, reže se u rezance koji se u tornjevima za difuziju podvrgavaju djelovanju zagrijane vode. Tim procesom šećer iz rezanaca prelazi u vodu i nastaje tzv. difuzni sok, koji sadržava otopljenu saharozu i druge topljive tvari iz repe pa ga je potrebno pročistiti, što se obavlja luženjem, saturacijom i filtracijom. Dobiveni rijetki sok šećera sadržava oko 10% šećera, pa ga se podvrgava ukuhavanju (do približno 60% šećera). Kristalizacijom se dobiva šećer u kristalnom obliku, koji se centrifugiranjem odvaja od preostale tekućine (šećerovine). Dobiveni sirovi šećer rafinira se ispiranjem vodom, centrifugiranjem i prelijevanjem s koncentriranom otopinom sirovog šećera, pri čemu nastaju kristali konzumnoga rafiniranog šećera koji na tržište dolazi pakiran u odgovarajuću ambalažu. (→ šećer)
Preradba mlijeka. Mlijeko je sekret mliječnih žlijezda sisavaca (krava, ovaca, koza, magarica i dr.), a ako nije drugačije deklarirano, pod mlijekom se obično podrazumijeva ono koje je proizvod mužnje krava. Sastav mu je različit, ovisno o pasmini, hranidbi, dobi i zdravstvenom stanju životinja. Prosječan udio vode u mlijeku iznosi 87,8%, a u preostaloj suhoj tvari podjednako su zastupljeni proteini i mliječna mast (oko 3,5%), te laktoza (4,5%). Mlijeko pogodno za potrošnju u kućanstvu potrebno je najprije pročistiti, odn. podesiti mu udio masti, homogenizirati te pasterizirati ili sterilizirati. Pasterizacija se provodi u pločastim izmjenjivačima topline pri temperaturama nižima od 100 °C kratko vrijeme, dok se sterilizacija provodi na temperaturama višima od 100 °C u trajanju od nekoliko sekundi. Trajnost pasteriziranoga mlijeka je nekoliko dana, a steriliziranoga nekoliko mjeseci. Mlijeko se industrijski prerađuje u više različitih proizvoda kao što su fermentirani proizvodi, vrhnje, napitci s dodatcima, koncentrirano mlijeko, dehidratirano mlijeko (mlijeko u prahu), maslac, sir i sladoled. Fermentirani mliječni proizvodi proizvode se mliječno-kiselom fermentacijom s pomoću specifičnih kultura mikroorganizama koje određuju konačan proizvod (jogurt, kiselo mlijeko, kefir, acidofilno mlijeko). Proizvodnja mliječnih napitaka s dodatcima obuhvaća miješanje mlijeka s čokoladom, kakaovim prahom, ekstraktima voća i aromama. Koncentrirano mlijeko proizvodi se uparavanjem mlijeka do određenog udjela suhe tvari (evaporirano mlijeko), a ako se dodaje šećer, dobiva se kondenzirano mlijeko. Mlijeko u prahu dobiva se dehidratacijom mlijeka raspršivanjem u visokim tornjevima, a konačan proizvod sadržava oko 4–5% suhe tvari. Maslac se proizvodi bućkanjem slatkog ili kiselog vrhnja. Nakon toga slijedi izdvajanje maslaca, njegovo ispiranje, gnječenje i soljenje. Proizvodnja sira zasniva se na izdvajanju proteina, masti i dijela mineralnih tvari iz mlijeka koagulacijom s pomoću sirila, mliječne kiseline ili njihovih smjesa. (→ mlijeko)
Preradba mesa. Meso je proizvod klanja domaćih životinja (goveda, svinja, ovaca, koza), peradi i kunića, te divljači. Klanje i daljnja preradba obavljaju se u klaonicama. Nakon klanja i iskrvljivanja odvajaju se krv i nejestivi dijelovi, a preostalo meso priprema se za tržište ili daljnju preradbu u mesne proizvode (kobasice, konzerve, sušeno meso). Svježe se meso lako kvari pa se mora čuvati na sniženoj temperaturi (ne višoj od 4 °C). U svrhu duljega čuvanja zamrzava se i čuva na niskim temperaturama (-18 °C ili niže). U novije doba meso namijenjeno tržištu hladi se i pakira u modificiranoj atmosferi te se na taj način dodatno produljuje njegova trajnost. (→ meso)
Preradba ribe. Riba se nakon ulova vrlo brzo kvari pa ju je potrebno konzervirati ili preraditi. Za svježu ribu primjenjuju se postupci hlađenja i zamrzavanja, ali i soljenje, dimljenje, sušenje, mariniranje i sterilizacija. Priprema sitne ribe za preradbu sastoji se od uklanjanja glave i utrobe, a ponekad i filetiranja. Osim tih postupaka, kod krupne se ribe još odvaja meso od kosti, reže se i mrvi. Ako se riba konzervira sterilizacijom, prethodno se kuha ili prži u ulju, no sterilizacija se može kombinirati i s dimljenjem, sušenjem, salamurenjem i mariniranjem. Za naljev ribljih konzervi najčešće se rabe biljna ulja, te različiti umaci od povrća. (→ riba)
Proizvodnja konditorskih proizvoda. U konditorske proizvode ubrajaju se bombonski proizvodi, brašneno-konditorski proizvodi, kakaov prah, čokolada i čokoladni proizvodi te gume za žvakanje. Osnovne sirovine za njihovu proizvodnju su plod kakaovca, šećer, škrobni sirup i brašno. Bombonski proizvodi dobivaju se miješanjem škrobnoga sirupa, šećera i drugih dodataka (voće i proizvodi od voća, jaja, mlijeko, arome, bojila), njihovim ukuhavanjem do određene gustoće te hlađenjem i oblikovanjem u gotovi proizvod. Brašneno-konditorski proizvodi (→ pekarski proizvodi) su keksi, čajna peciva, vafel-proizvodi, biskvit, dvopek, medenjaci i industrijski kolači. Dobivaju se miješanjem, oblikovanjem i pečenjem smjese brašna, šećera i ulja uz dodatak mlijeka, jaja, meda, kokosova brašna, začina, aroma i boja. Kakaov prah, čokolada i čokoladni proizvodi dobivaju se preradbom zrna kakaovca, a proces preradbe odvija se u više faza: proizvodnja kakaove mase, proizvodnja kakaova maslaca i proizvodnja čokolade. Za proizvodnju čokolade priprema se smjesa kakaove mase, kakaova loma, kakaova praha, šećera, kakaova maslaca, mlijeka i drugih dodataka. Smjesa se usitnjava valcanjem te končira. Nakon končiranja (miješanje, bućkanje, grijanje) kojim se postižu poželjna fizikalna i organoleptička svojstva čokoladne mase, ona se temperira, hladi i oblikuje u gotov proizvod (→ konditorski proizvodi).
Proizvodnja polugotove i gotove hrane. Polugotova hrana je ona koja je industrijski obrađena tako da se sama ili u kombinaciji s drugim namirnicama može podvrgnuti termičkoj obradbi te postati gotovo jelo, a gotova hrana je ona koja je u potpunosti obrađena i pripremljena za konzumaciju. Procesi proizvodnje polugotove i gotove hrane složeni su i uključuju niz pripremnih operacija koje se obavljaju na sirovinama, te specifičnih operacija ovisnih o vrsti jela koja se proizvode. U završnoj fazi proizvodnje primjenjuju se i odgovarajući postupci konzerviranja (smrzavanje, sterilizacija, sušenje) kako bi im se produljila trajnost (→ gotova hrana).
Prehrambena tehnologija u Hrvatskoj
Prije II. svj. rata velik broj grana prehrambene industrije u Hrvatskoj bio je obrtničkog karaktera (preradba ribe i mesa), malo ih je bilo industrijskoga karaktera (šećerane, preradba kakaovine i ulja, proizvodnja alkoholnih pića ili industrija konditorskih proizvoda), a dobar dio grana prehrambene industrije nije niti postojao (industrija konzervi, proizvodnja juha i dodataka jelima, krutih biljnih masti i margarina i sl.). U takvim je uvjetima nerazvijenosti prehrambene industrije i prehrambena tehnologija bila slabo razvijena. Do naglog povećanja strukture prehrambene tehnologije i njezina razvoja došlo je tek nakon II. svj. rata, kada započinje i razvoj u školovanju kadra, a jača i znanstvenoistraživački potencijal prehrambene tehnologije. Godine 1956. osnovan je sveučilišni studij prehrambene tehnologije na tada novoosnovanome Kemijsko-prehrambeno-rudarskom fakultetu u Zagrebu (od 1957. Tehnološki fakultet). Iz njega je 1979. proizašao → Prehrambeno-biotehnološki fakultet, na kojem se danas izvode preddiplomski, diplomski i doktorski studij iz prehrambene tehnologije. Studij prehrambene tehnologije u Hrvatskoj izvodi se i na → Prehrambeno-tehnološkome fakultetu u Osijeku, → Kemijsko-tehnološkome fakultetu u Splitu te na veleučilištima u Karlovcu, Požegi i Kninu. Radi unapređenja i proširenja znanja iz različitih grana prehrambene tehnologije, do danas je u tim institucijama proveden veći broj znanstvenih projekta kojih su rezultati objavljeni u eminentnim domaćim i stranim časopisima. Među mnogim projektima koji su trenutačno u tijeku ističu se Primjena inovativnih metoda u praćenju proteolitičkih, lipolitičkih i oksidativnih procesa tijekom proizvodnje pršuta koji vodi H. Medić, Inovativne tehnike u minimalnoj preradi krumpira (Solanum tuberosum) i njegova zdravstvena ispravnost nakon pripreme voditelja B. Levaja, Primjena kakaove ljuske u proizvodnji čokolade i srodnih proizvoda voditelja Đ. Ačkara te Razvoj održivog integriranog procesa proizvodnje biološki aktivnih izolata iz proizvodnih ostataka prehrambene industrije A. Bucića Kojića. Domaći časopisi koji se bave temama iz područja prehrambene tehnologije su → Food Technology and Biotechnology, → Mljekarstvo, → Chemical and Biochemical Engineering Quarterly, → Hrvatski časopis za prehrambenu tehnologiju, biotehnologiju i nutricionizam, te Meso, Croatian journal of food science and technology i Annual of the Croatian Academy of Engineering.
M. Alačević: Prehrambena tehnologija i biotehnologija u dugoročnom razvoju SR Hrvatske. Zagreb, 1984.
V. Lelas: Procesi pripreme hrane. Zagreb, 2008.
