Matkonservering

Matkonservering er metoder eller midler for å forlenge holdbarheten på matvarer. Alt organisk materiale brytes gradvis ned og gjenvinnes i naturen. Når man konserverer matvarer er det for å beskytte mot sykdomsfremkallende mikroorganismer og ta kontroll over nedbrytningsprosessen for å forhindre at maten blir ødelagt eller kvaliteten forringet før maten til slutt skal spises.

Nedbrytningsprosessen er en følge av aktiviteten til enzymer og mikroorganismer som finnes naturlig i alt levende. Når prosessen kontrolleres kan man til og med utnytte den for å oppnå en ønsket virkning i matråstoffet. Noen eksempler på dette er modning av ost, spekemat og fremstilling av alkohol.

Opp igjennom historien har menneskene gjort seg erfaringer på hva som bidro til at maten holdt seg spiselig og god over lengre tid. I nyere tid har man ved hjelp av vitenskapen fått bedre kjennskap til de underliggende faktorene, og denne forbedrede kunnskapen har muliggjort optimalisering av tradisjonell matkonservering, og gitt opphav til nye metoder og konserveringsmidler.

Sykdomsfremkallende mikroorganismer

Det viktigste tiltaket for å beskytte seg mot å bli syk av det man spiser er at det er god hygiene i forbindelse med behandling, oppbevaring og tilberedning av mat. Noen bakterier produserer toksiner, eller gift, man blir syk av. Gule stafylokokker (Staphylococcus aureus), Bacillus cereus, og Clostridium botulinum er noen slike. Andre bakterier forårsaker infeksjon i kroppen ved at de kommer inn i tarmkanalen via maten. I denne gruppen finnes Escherichia coli, Salmonella, Listeria monocytogenes med flere.

Virus kan ikke formere seg på mat slik bakterier kan, men det skal lite virus til for at man skal bli smittet og syk. For eksempel kan man bli syk av norovirus eller hepatitt A. Parasitter som Giardia ssp. og Cryptosporidium ssp. kan også påføre sykdom ved matinntak.

Hindre skadelige mikroorganismer

Det er mikroorganismer som først og fremst bidrar til at mat brytes ned og blir uspiselig, i verste fall livsfarlig. De kan deles inn i de tre hovedgruppene mugg, gjær og bakterier. Enzymer, livløse proteiner, bidrar også ved at de styrer kjemiske reaksjoner i nedbrytningsprosessen.

Ved å påvirke noen grunnleggende miljøforhold er det mulig å regulere prosessen. De miljøforholdene som har størst betydning er fuktighetsgrad (vannaktivitet), temperatur, lys, surhetsgrad (pH-verdi) og tilgang på oksygen. Enzymenes aktivitet og mikroorganismenes stoffskifte er avhengige av frie vannmolekyler. De forskjellige mikroorganismene reagerer på ulik måte når de utsettes for høy eller lav temperatur, et surt eller basisk miljø, og et oksygenrikt eller oksygenfritt miljø. Kunnskap om hvordan man kan hindre sykdomsfremkallende mikroorganismer og fremme gode livsvilkår for nyttige mikroorganismer er selve kjernen i matkonservering.

Pasteuriseringsanlegg fra 1933

Temperatur

Utdypende artikler: sterilisering (mikrobiologi) og pasteurisering

I motsetning til mennesker kan ikke mikroorganismene regulere egen temperatur. Derfor har de nedre og øvre grenser for vekst og overlevelse. Minimumstemperaturen for vekst hos de fleste arter ligger omkring 0°C. Det betyr likevel ikke at de drepes siden de fleste mikroorganismer kan overleve svært lave temperaturer og aktiveres igjen når de kommer innenfor trivselstemperaturen, også kalt optimumstemperaturen. Maksimumstemperaturen for vekst er normalt under 40°C, men kan i noen tilfeller være så høy som 70°C. Selv om veksten hindres krever det vanligvis enda høyere temperatur for at de skal drepes. Drapstemperaturen ligger vanligvis mellom 45–80°C. Likevel overlever alle bakteriesporer 100°C i kortere perioder. Skal man være sikker på at alle bakteriesporer er drept er det nødvendig med autoklavering som kan øke temperaturen til 120°C.

Surhetsgrad

Utdypende artikkel: pH

Mikroorganismene har øvre og nedre grenser for vekst, og overlevelse, i forbindelse med miljøets surhetsgrad. Forskjellige arter berøres ulikt og de fleste tåler surt miljø bedre enn de tåler basiske miljøer. Mange bakterier produserer selv forskjellige syrer i sitt livsmiljø og kan på den måten inaktivisere seg selv når de når grensen for aktivitet. I noen miljøer finnes det noe som kalles bufferstoffer som kan nøytralisere en del av syren som produseres, slik som i syrnede melkeprodukter. Andre bakterier kan bryte ned proteiner slik at det dannes ammoniakk, noe som vil gjøre miljøet mer basisk.

Oksygen

Utdypende artikler: aerobe organismer og anaerobe organismer

I motsetning til mennesker og dyr trenger ikke nødvendigvis mikroorganismene tilgang på oksygen for å leve, men noen gjør det, og derfor er det mulig å regulere tilgangen til oksygen for å forhindre veksten deres. Man kategoriserer mikroorganismene etter om de trives med oksygen (aerobe), uten oksygen (anaerobe) eller om de kan trives både med og uten.

Vannaktivitet

Utdypende artikkel: vannaktivitet

Siden alle mikroorganismers stoffskifte krever tilgang til vann, er den enkleste måten å regulere veksten deres på, å redusere tilgangen på frie vannmolekyler i miljøet. Det er ikke ganske enkelt et spørsmål om vannprosenten i miljøet, men heller hvor mye vann som er tilgjengelig for mikroorganismene, noe man oppgir i vannaktivitet (A_w). Man kan redusere vannaktiviteten ved å fjerne fuktighet, eller ved å øke tørstoffinnholdet. Når man behrenser tilgang på vann vil også tilgangen til næring bli berørt, siden vannet er løsemiddelet mikroorganismene bruker for å løse opp næringsstoffene slik at de kan transporteres gjennom celleveggen. Å redusere vannaktiviteten vil ikke kunne drepe alle mikroorganismer, men det vil gjøre dem inaktive. Hvis vann senere blir tilgjengelig igjen vil de kunne begynne å vokse på nytt. Bakteriesporer kan overleve i en slags dvaletilstand uten vann i mange år.

Historie

Tørking og salting av klippfisk i Kirkjusandur på Island

Foto: Sigfús Eymundsson (1837–1911)

De første tegnene på at mennesker har behandlet mat for å utnytte den bedre finner man i afrikanske jeger- og sankersamfunn. Men det er først når man nærmer seg historisk tid at det er tydelig at man utnyttet metoder for å konservere mat med tanke på lagring.

De gamle egypterne (omkring 3000–1500 f.kr.) benyttet for eksempel varme fra solen for å tørke mat, og fermentering i produksjonen av alkohol og syrnede brød. I løpet av de 1000 påfølgende årene etter denne begynnelsen utviklet mange samfunn metoder for konservering uavhengig av hverandre.

I Kina ble det laget militære matrasjoner som inneholdt tofu, tørket og ristet hirse og tørket kjøtt. Japanerne laget saki av ris, brukte salt av tang og tare, framstilte soyasaus og miso. I Europa dukket det opp møller som malte tørket korn til mel, og de første kommersielle bakeriene ble satt i sving av romerne. De brukte dessuten is for å kjøle ned frukt og grønnsaker. Innen år 100 f.kr. hadde man begynt å utnytte sukkerrør for å fremstille sukker. I land med temperert klima kan man finne tegn på tørking, røyking, bruk av eddik og sylting.

Fra det første århundre og utover ble verden et mindre sted på grunn av reising på kryss og tvers, noe som førte til at både matvarer og metoder for matkonservering ble utvekslet mellom folkeslag. Eksempler på slik kulturutveksling finnes i de hjemvendte korsfarerne som tok med seg sukker til Europa omkring årtusenskiftet, Marco Polo som tok med seg nudler fra østen, mongolenes ekspansjon som førte med seg deres metoder for å framstille kumiss, tørket ost og øl av hirse. Andre eksempler er velkjent i forbindelse med europeiske oppdagelsesreisende i middelalderen.

En helt ny prosess for å konservere ble tatt i bruk da Nicolas Appert åpnet den første hermetikkfabrikken i 1804. Kjøtt og grønnsaker ble kokt, lagt på glass og lukket med kork og tjære. I 1810 så den første patenten på en tynnvegget stålbeholder dagens lys. Utover 1800-tallet ble metodene for hermetisering og nedkjøling bedre og bedre i takt med at kunnskapen økte og teknologien ble tilgjengelig. På begynnelsen av 1900-tallet tok man i bruk cellofan som innpakning, og oppfant fetthydrogenering.

Konserveringsmetoder

• 
  Syltede grønnsaker.
• 
  Tørrsaltet fenalår.
• 
  Speket parmaskinke.
• 
  Fisk oppbevart i is.
• 
  Tørkede kornprodukter og belgfrukter
• 
  Frysetørret kaffe.
• 
  Hermetikkens far, Nicolas Appert.
• 
  Konserverte råvarer på et marked i Kina.
• 
  Kvann kandisert i sukker.

Salting

Utdypende artikler: salting, tørrsalting og lakesalting

Sammen med tørking regnes salting som den eldste metoden for konservering. Den konserverende virkningen kommer av at saltet binder frie vannmolekyler og senker vannaktiviteten. Saltet hemmer mikroorganismer, men dreper dem ikke. Dette er noen ganger en fordelaktig situasjon da noen mikroorganismer kan ha en ønsket virkning på noen matvarer.

Ved tørrsalting tilsettes saltet enten ved at tørt salt gnis inn i matemnet eller ved at det legges i salt og dekkes til med salt. Etterhvert vil vannet trekkes ut, og hvis det ligger i en tett beholder vil det etterhvert ligge i saltlake. Ved lakesalting helles ferdig oppløst saltlake over råvaren inntil den er helt dekket. En fordel ved denne metoden er at man hindrer harskning av fete kjøttvarer ved å hindre kontakt med luft siden saltet faktisk fremmer harskning når luften slipper til. Ved industriell produksjon av spekeskinke benyttes også sprøytesalting som vil si at det sprøytes saltlake inn i varen, noe som gir vesentlig høyere vanninnhold enn ved tradisjonelle metoder.

Tørrfisk på hjell i Moskenes, Lofoten

Foto: Sondrekv

Tørking

Utdypende artikkel: tørking

Ved tørking fjernes fuktighet fra råstoffet slik at man senker vannaktiviteten. Lufttemperatur, luftfuktighet og lufthastighet er avgjørende faktorer for resultatet. Ved økt temperatur øker luftens evne til å ta opp fuktighet fra omgivelsene, og jo tørrere den er i utgangspunktet desto mer fuktighet kan den ta opp før den når duggpunktet, hastigheten på luften avgjør mengden luft som passerer og transporterer bort fuktigheten. Det største problemet med tørket mat er mugg, fordi den kan overleve svært lav vannaktivitet.

Røyking

Utdypende artikkel: røyking

Røyking er ikke en tilstrekkelig god konserveringsmetode i seg selv, men benyttes vanligvis i tillegg til andre tradisjonelle metoder som salting, speking og tørking. Virkningen som oppnås ved røyking trenger nemlig ikke inn i matemnet, men hindrer likevel både mugg- og bakterievekst på overflaten. Virkningen har sammenheng med at røyken tørker ut overflaten, inneholder syre som senker PH-verdien og at den inneholder svært mange kjemiske forbindelser som har en konserverende eller desinfiserende virkning.

Mange av de kjemiske forbindelsene i røyk er ikke tillatt som tilsetningsstoffer i mat, men kan likevel tilføres ved røyking. I kommersiell produksjon er det mulig å redusere de skadelige stoffene i røyken ved at prosessene overvåkes nøye. Den konserverende virkningen av røyken oppnås i hovedsak gjennom karbonyler, fenoler og organiske syrer. Spesielt tradisjonell varmrøyking kan inneholde høye konsentrasjoner av skadelige tjærestoffer. Med kaldrøyking reduseres konsentrasjonen av disse stoffene da de avsettes i transportveien for røyken.

Speking

Utdypende artikkel: speking

Speking er også en metode er en naturlig prosess og foregår ved både tørking, røyking og salting. Virkningen på kjøtt og fisk oppnås ved at enzymer, som finnes i matvarene fra før, spalter proteiner til mindre enheter og forbruker frie vannmolekyler slik at vannaktiviteten reduseres. Denne prosessen kalles hydrolyse. En bieffekt er dessuten at det dannes aminosyrer som senker PH-verdien. En gunstig bivirkning er at konsistensen endres og blir mørere, og det tilføres særegne smaksstoffer.

Fermentering

Utdypende artikler: fermentering, graving og raking

Fermentering er en naturlig prosess som fører til at mat konserveres ved at ufarlige mikroorganismer, melkesyrebakterier, får gode vekstvilkår. De utkonkurrerer andre farlige mikrooganismer ved å danne melkesyre slik at PH-verdien senkes. Prosessen kan styres noe ved at man regulerer tilgangen på luft og temperatur. Melkesyregjæring foregår ved temperaturer over 12˚C og man vil redusere lufttilgang for å forhindre muggvekst.

Clostridium botulinum som produserer botulinumtoksin.

Sylting og hermetisering

Utdypende artikler: hermetisering og sylting

Sylting og safting innebærer at man først varmebehandler råstoffet som skal konserveres for å drepe mikroorganismene og deretter tilsetter ett eller flere konserveringsmidler som sukker, salt, eller syre, og oppbevarer produktet i forseglede og steriliserte beholdere.

I likhet med salt vil sukkeret binde de frie vannmolekylene og senke vannaktiviteten. For å oppnå tilstrekkelig konserverende virkning med sukker må konsentrasjonen være høyere enn 65%. Syren kan både hindre mikroorganismers vekst og drepe dem. Når PH-verdien senkes til omkring 4 vil det drepe mange av de mest fryktede bakteriene.

Ved hermetisering vil man i tillegg varmebehandle de forseglede glassene for å forsikre seg om at alle bakterier er drept, spesielt for å forhindre vekst av Clostridium botulinum. Den er spesielt farlig i denne forbindelse fordi den produserer et av de sterkeste giftsoffene man kjenner til når den vokser uten tilgang på oksygen. Selv om hermetisering først ble funnet opp på begynnelsen av 1800-tallet, finnes det mange andre metoder som har blitt brukt fra gammelt av for å oppbevare mat i et tilnærmet oksygenfritt miljø. Man har for eksempel lagt maten i vann, gelé, olje, fett eller til og med gravd den ned.

Kjøling

Utdypende artikkel: frysing

Kjøling er en av de metodene som har blitt mye lettere tilgjengelig i moderne tid. Der man tidligere var avhengig av is, kan vi nå kjøle ned maten ved hjelp av kjøleskap og frysere. Ved kjøling senkes temperaturen til temperaturer under 10˚C, helst lavere enn 5˚C for å hemme virkningene av bakterievekst og enzymer. Enzymene inaktiveres først ved svært lave temperaturer, langt under frysepunktet. Derfor vil dypfrysere holde temperaturer omkring -18˚C.

Konserveringsmidler

Sitronsyre brukes som et konserveringsmiddel og har nummer E-330.

Mattilsynet definerer konserveringsmidler som stoffer som forlenger næringsmidlers holdbarhet ved å beskytte dem mot forringelse forårsaket av mikroorganismer og/eller som beskytter mot vekst av sykdomsframkallende mikroorganismer.

Alle tilsetningsstoffer som tilsettes næringsmidler i Norge må godkjennes av mattilsynet i samarbeid med EU. Eddik (syre), salt og sukker er ingredienser som har en konserverende virkning, men kommer ikke inn under definisjonen av konserveringsmidler som må godkjennes. Alle godkjente tilsetningsstoffer har et E-nummer og er oppgitt i unionslisten, et vedlegg i «Forskrift om tilsetningsstoffer til næringsmidler».

Antioksidanter benyttes også som konserveringsmidler selv om de er definert som en egen gruppe etter forskriften. Den konserverende virkningen de har er at de beskytter mot forringelse forårsaket av oksidering. Oksidasjon fører til harskning av fettstoffer og misfarging, og selv om det sjelden er farlig, kan det gi ubehagelig smak, lukt og utseende. Et eksempel på en antioksidant er sitronsyre. Det er vanlig å tilsette litt sitronsaft i mange retter, både fordi det tilfører syre for smakens skyld, men også fordi det beskytter frukt og grønnsaker mot misfarging.

Litteratur

• Riddervold, Astri (1993). Konservering av mat. [Oslo]: Teknologisk forl. ISBN 8251204216. 
• Fellows, J.P. (2017). Food Processing Technology - Principles and practice (4 utg.). Elsevier Ltd. ISBN 978-0-08-100523-1. Arkivert fra originalen 9. oktober 2021. Besøkt 10. oktober 2021. 
• Brenden, Arne (1998). Mikrobiologi, produktkjemi og ernæring. Oslo: Yrkesopplæring. ISBN 8258513095.