شور انداختن میوه‌ها و سبزیجات
میوه‌ها و سبزیجات تازه بعد از 24 ساعت در محلول آبکی نرم می‌شوند و به آهستگی فرآیند تخمیر-گندیدگی ترکیبی را شروع می‌کنند. افزودن نمک فعالیت میکروبی نامطلوب را متوقف می‌کند. اکثر سبزیجات و میوه‌های سبز را می‌توان با شور انداختن حفظ کرد. هنگامی که فرآیند شور انداختن را برای خیار به کار می‌بریم، کربوهیدرات قابل تخمیر ذخیره‌شده‌ی آن به اسید تبدیل می‌شود و رنگ آن به سبز زیتونی یا زرد-سبز تغییر می‌کند و بافت شفافی پیدا می‌کند. غلظت نمک در هفته‌ی اول بین 8 تا 10 درصد حفظ می‌شود و در هفته‌ی بعد 1 درصد افزایش می‌یابد تا به محلول 16 درصدی برسد. خیار نمک‌زده و تخمیرشده در شرایط مناسب و کنترل‌شده را استوک نمکی می‌نامیم و ممکن است برای چندین سال نگهداری شود. استوک نمکی کالای مصرفی نیست. باید آن را تازه کرد و به کالای مصرفی تبدیل کرد. این کار در مورد خیار با شستن نمک با آب گرم (43-45 درجه سانتی‌گراد) از خیار عمل‌آوری شده به مدت 10 تا 14 ساعت صورت می‌گیرد. این فرآیند حداقل دوبار تکرار می‌شود و ممکن است در شستشوی نهایی برای سفت‌تر شدن بافت خیار و بهبود رنگ آن زاج سفید به آن اضافه می‌شود.
شور انداختن گوشت
گوشت را می‌توان با روش عمل‌آوری خشک یا با محلول نمکی نگهداری کرد. مواد مورد استفاده در این عمل‌آوری و شور انداختن عبارتند از نیترات سدیم، نیتریت سدیم، کلرید سدیم، قند، و اسید سیتریک یا سرکه است. از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود: می‌توان گوشت را با مواد خشک مخلوط کرد، می‌توان گوشت را در محلول شور غوطه‌ور کرد؛ محلول نمکی را می‌توان به گوشت تزریق یا پمپ کرد؛ یا حتی می‌توان از ترکیبی از این روش‌ها استفاده کرد.
حتی ممکن است عمل‌آوری را با روش دودی‌کردن ترکیب کرد. دودی کردن به عنوان عامل دهیدراته کردن عمل می‌کند و سطح گوشت را با مواد شیمیایی مختلف از جمله مقادیر کمی فرمالدئید می‌پوشاند.
فساد تخمیری محصولات شور انداخته شده
غذاهای تخمیر شده و محصولات شور نیاز به محافظت در برابر کپک‌هایی دارند که اسید تولید شده را بسوزاند و پیشروی سایر میکروب‌ها را فراهم کند. مواد غذایی و خوراکی تخمیر شده و شور شده را در انبارهای سرد نگهداری می‌کنند تا چندین ماه پایدار بمانند. دوره‌های نگهداری طولانی‌تر مانند کنسرو کردن محافظت کامل‌تری می‌خواهند. حفظ مواد مغذی محصولات تخمیری و شور تقریباً با نگهداری محصولات نگهداری‌شده با سایر روش‌ها برابر است. کربوهیدرات‌ها معمولاً به اسید یا الکل تبدیل می‌شوند، با این وجود این مواد ارزش غذایی نیز دارند. در برخی موارد، سطح مواد مغذی افزایش می‌یابد و دلیل این امر وجود مخمرها است.
نگهداری شیمیایی
نگهدارنده‌های شیمیایی مواد غذایی موادی هستند که تحت شرایط خاص موجب تأخیر در رشد میکروب‌ها می‌شوند، بدون اینکه الزاماً آنها را از بین ببرند و یا از کاهش کیفیت در طول تولید و توزیع جلوگیری کنند. گروه اول شامل برخی از عناصر غذایی طبیعی است که با افزودن به غذا از رشد میکروب‌ها جلوگیری می‌کنند و یا آن را به تأخیر می‌اندازند. در تهیه مربا، ژله، و مارمالاد و شیرین کردن میوه‌ها از شکر تا حدودی با این هدف استفاده می‌شود. استفاده از سرکه و نمک در شور انداختن و الکل برای براندی کردن نیز در این دسته‌بندی قرار می‌گیرد. برخی از مواد شیمیایی غیربومی به منظور جلوگیری از رشد میکروب‌ها اضافه می‌شود. گروه دوم شامل عناصر غذایی طبیعی مانند اسید اسکوربیک (ویتامین C) است که برای جلوگیری از قهوه‌ای شدن هلو یخ‌زده اضافه می‌شود.
نگهدارنده‌های شیمیایی آلی
بنزوات سدیم و سایر بنزوات‌ها جزو نگهدارنده‌های شیمیایی آلی هستند. در بیشتر کشورها استفاده از بنزوات‌ها در برخی محصولات به مقدار توصیه شده (معمولاً بیش از 0.1% نیست) مجاز است، اما موظف هستند تا استفاده از آن را بر روی برچسب ظرف غذا اعلام کنند. از آنجا که اسید بنزوئیک آزاد در واقع عامل فعال است، بنزوات‌ها باید در محیط اسیدی استفاده شوند تا مؤثر واقع شوند. توانایی مقاومتی توت قرمز در برابر فساد سریع به میزان بالای اسید بنزوئیک نسبت داده می‌شود. اسید بنزوئیک در برابر مخمرها نسبت به کپک‌ها و باکتری‌ها مؤثرتر است.
نگهدارنده‌های شیمیایی غیرآلی
دی‌اکسید گوگرد و سولفیت‌ها شاید مهم‌ترین نگهدارنده‌های شیمیایی غیرآلی باشند. سولفیت‌ها در برابر کپک‌ها نسبت به مخمرها مؤثرتر عمل می‌کنند و به طور گسترده در نگهداری میوه‌ها و سبزیجات استفاده می‌شوند. از ترکیبات گوگردی به طور گسترده در صنعت شراب‌سازی استفاده می‌شود. مانند سایر نگهدارنده هنگام استفاده از نگهدارنده باید غلظت آن را به منظور جلوگیری از اثرات نامطلوب بر طعم پایین نگه داشت. مواد اکسیدکننده مانند نیترات‌ها و نیتریت‌ها معمولاً در عمل‌آوری گوشت استفاده می‌شود.
پرتوافکنی مواد غذایی
پرتوافکنی مواد غذایی شامل استفاده از پرتوهای الکترونی با سرعت بالا یا پرتوهای پرانرژی با طول موج کمتر از 200 نانومتر یا 2000 آنگستروم (مانند اشعه ایکس و پرتوهای گاما) است. این پرتوها انرژی کافی برای شکستن پیوندهای شیمیایی و یونیزه کردن مولکول‌هایی که در مسیر آنها قرار دارند را دارد. کبالت 60 و سزیم 137 دو منبع متداول پرتوهای پرانرژی هستند که در صنعت مواد غذایی استفاده می‌شود. پرتوهای گاما برای همان سطح انرژی، نسبت به الکترون‌های پرسرعت قدرت نفوذ بیشتری به غذاها دارند. میزان واحد تابش جذب‌شده توسط ماده با گری (GY) نشان داده می‌شود، یک گری برابر است با جذب یک ژول انرژی توسط یک کیلوگرم غذا. انرژی‌ای که تحت تأثیر الکترون قرار دارد، الکترون ولت نامیده می‌شود. یک الکترون ولت میزان انرژی جنبشی است که از الکترون در زمانی که از طریق اختلاف پتانسیل الکتریکی یک ولت بدست می‌آید، حاصل می‌شود. معمولاً استفاده از واحدهای بزرگتر مانند مگاالکترون ولت (MeV) که برابر با یک میلیون الکترون ولت است، راحت‌تر است.
اثرات بیولوژیکی پرتوافکنی
پرتوافکنی هم تأثیرات مستقیم و هم غیرمستقیم بر مواد بیولوژیکی دارد. تأثیرات مستقیم ناشی از برخورد پرتوها با اتم‌ها است که منجر به خروج الکترون‌ها از اتم‌ها می‌شود. تأثیرات غیرمستقیم ناشی از تشکیل رادیکال‌های آزاد (مولکول‌های ناپایدار حامل یک الکترون اضافی) در طول پرتوکافت (شکاف ناشی از تابش پرتو) مولکول‌های آب است. پرتوکافت مولکول‌های آب منجر به تولید رادیکال‌های هیدروکسیل می‌شود. هیدروکسیل گونه‌ی بسیار واکنش‌پذیر است که با مولکول‌های آلی موجود در غذا واکنش می‌دهد. محصولات حاصل از این واکنش‌ها منجر به ایجاد مشخصه‌های مرتبط با فساد مواد غذایی مانند عطر و طعم نامطبوع می‌شود.
تأثیرات مثبت
تأثیرات ضدباکتری پرتوهای یونیزه‌کننده به دلیل آسیب به سلول‌های باکتریایی بیومولکول‌ها است. رادیکال‌های آزاد ایجاد شده در طول پرتوافکنی ممکن است ساختار غشای سلولی را تخریب یا تغییر دهند. علاوه بر این، پرتوافکنی باعث تغییرات برگشت‌ناپذیر در مولکول‌های نوکلئیک اسید (برای مثال، DNA و RNA) سلول‌های باکتریایی می‌شود و توانایی رشد آنها را از بین می‌برد. باکتری‌های بیماری‌زا که توانایی تولید آندوسپورهای مقاوم در غذاهایی مانند مرغ، گوشت، و غذاهای دریایی را ندارند، می‌توانند با دوزهای پرتوافکنی 3 تا 10 کیلوگری از بین بروند. در صورت کم بودن دوز پرتوافکنی، DNA آسیب‌دیده را می‌توان با آنزیم‌های تخصصی ترمیم کرد. اگر در طول پرتوافکنی اکسیژن وجود داشته باشد، باکتری‌ها به راحتی آسیب می‌بینند. دوزهای بین 0.2 تا 0.36 کیلوگری برای متوقف کردن تولید مثل کرم تریشین موجود در گوشت خوک مناسب است، با این حال برای حذف آنها از گوشت به دوزهای بسیار بالاتری نیاز است. دوز پرتوافکنی مورد استفاده در محصولات غذایی به سه سطح تقسیم می‌شود. دوز پرتواَپِرتی‌سازی در محدوده 20 تا 30 کیلوگری است که برای استریل کردن محصولات غذایی ضروری است. دوز پرتو ماندگارسازی بین 1 تا 10 کیلوگری است که همانند پاستوریزه کردن برای هدف قرار دادن پاتوژن‌های خاص مفید است. دوز پرتو پاستوریزه‌سازی کمتر از 1 کیلوگری است که برای افزایش ماندگاری و جلوگیری از جوانه‌زدن مفید است.
تأثیرات منفی
پرتوکافت لیپیدها در غیاب اکسیژن منجر به جدا شدن پیوندهای بین‌اتمی در مولکول‌های چربی می‌شود و ترکیباتی مانند دی‌اکسید کربن، آلکان‌ها، آلکن‌ها، و آلدئیدها را تولید می‌کند. علاوه بر این، لیپیدها در برابر اکسایش توسط رادیکال‌های آزاد بسیار آسیب‌پذیر هستند. اکسایش توسط رادیکال‌های آزاد فرآیندی است که پراکسید، ترکیبات کربونیل، الکل و لاکتون تولید می‌کند. تندشدگی ناشی از پرتوافکنی به غذاهای چرب به شدت روی کیفیت طعم غذا تأثیر مخرب دارد. برای به حداقل رساندن چنین تأثیراتی باید غذاهای چرب را در خلاء بسته‌بندی کنیم و در طول پرتوافکنی در دمای زیر انجماد نگهداری کنیم.
پروتئین‌ها در دوزهای پایین پرتوافکنی تجزیه نمی‌شوند. از این رو، پرتوافکنی آنزیم‌های دخیل در فساد غذایی را غیرفعال نمی‌کند، زیرا اکثر آنزیم‌ها تا دوز 10 کیلوگری زنده می‌مانند. از سوی دیگر، مولکول‌های بزرگ کربوهیدرات که ساختار غذا را فراهم می‌کنند، بوسیله پرتوافکنی تجزیه می‌شوند. این تجزیه، قدرت ژله‌ای شدن زنجیره‌های بلند کربوهیدرات‌های ساختاری را کاهش می‌دهد. ویتامین‌های A، E، و B1 (تیامین) در برابر پرتوافکنی حساس هستند. اگر در طول پرتوافکنی هوا خارج نشود، از دست رفتن مواد مغذی غذاها بیشتر می‌شود.
نگرانی‌هایی درمورد ایمنی
تعدادی از کشورها براساس تأثیرات مفید پرتوافکنی روی برخی از غذاها مجوز استفاده از آن را برای اهداف خاصی ازجمله جلوگیری از جوانه زدن سیب‌زمینی، پیاز، و سیر؛ افزایش ماندگاری توت‌فرنگی، انبه، گلابی، انگور، گیلاس، انگور فرنگی قرمز، فیله ماهی کاد و ماهی روغن کوچک؛ و دفع حشرات حبوبات، بادام‌زمینی، میوه‌های خشک، پاپایا، گندم و محصولات گندم زمینی صادر کرده‌اند. اتاقی که برای پرتوافکنی مواد غذایی استفاده می‌شود با دیوارهای ضخیم بتنی یا سربی ساخته می‌شود تا از خروج تشعشات پرتو جلوگیری شود. منبع انرژی، مثل عنصر رادیواکتیو یا منبع ماشینی الکترون، در داخل اتاق قرار داده می‌شود. پرسنل قبل از شروع پرتوافکنی اتاق را تخلیه می‌کنند. سپس محصولات غذایی که قرار است به آنها پرتو تابیده شود بدون دخالت انسان وارد اتاق می‌شوند و برای مدت زمان مشخصی در معرض تابش پرتو قرار می‌گیرند. زمان قرارگیری در معرض تابش پرتو و فاصله بین منبع پرتوافکنی و مواد غذایی تعیین‌کننده‌ی روش پرتوافکنی است. غذاها پس از اتمام پرتوافکنی از اتاق خارج می‌شوند و عنصر رادیواکتیو مجدد در مخزن آب پایین آورده می‌شود.
مطالعات گسترده‌ای که در سراسر جهان انجام شده است نشان می‌دهد که پرتوافکنی منجر به واکنش‌های مضر در غذا نمی‌شود. کمیته مشترک سازمان غذا و کشاورزی، آژانس بین‌المللی اتمی، و سازمان بهداشت جهانی در سال 1980 اعلام کردند که مجموع دوز پرتوافکنی تا 10 کیلوگری برای محصولات غذایی بی‌خطر است. انرژی خروجی از مولدهای پرتو-الکترونی به دقت تنظیم می‌شود و انرژی خروجی توصیه شده برای رادیواکتیویته شدن غذاها بسیار کم است.
بسته‌بندی
از آنجا که بسته‌بندی به کنترل محیط بی‌واسطه‌ی محصولات غذایی کمک می‌کند، پس ایجاد شرایطی که ماندگاری محصولات غذایی را افزایش می‌دهد مفید است. جنس ظروفی که معمولاً برای بسته‌بندی محصولات غذایی استفاده می‌شود ممکن است در یکی از این دسته‌بندی‌ها قرار بگیرد؛ انعطاف‌پذیر (کاغذی، لایه‌های نازک پلاستیک، سلفون)، انعطاف‌ناپذیر (فویل آلومینیومی، لایه‌های نازک فلز، مقوایی، پلاستیک حرارت‌دیده)، و سخت (فلز، شیشه، و پلاستیک ضخیم). در صنعت بسته‌بندی از پلاستیک به طور گسترده استفاده می‌شود، زیرا نسبتاً ارزان، سبک وزن هستند و به راحتی شکل دلخواه را به خود می‌گیرند.
باید از غذاهای دهیدراته در دوران نگهداری در برابر رطوبت محافظت شود. موادی که در ظروف بسته‌بندی استفاده می‌شود مانند پلی‌وینیل کلراید، پلی‌وینیلیدن کلراید، و پلی‌پروپیلن نفوذپذیری کمی دربرابر رطوبت دارند. به همین ترتیب برای غذاهای چرب از بسته‌بندی‌هایی استفاده می‌شود که در برابر گاز نفوذپذیری کمی دارند، زیرا باید واکنش‌های اکسایش را به حداقل رساند. از آنجا که میوه و سبزیجات تازه تنفس می‌کنند، به بسته‌بندی‌هایی نیاز است که پلی‌اتیلن دارند. پلی‌اتیلن نفوذپذیری بالایی در برابر گازها دارد. بسته‌بندی‌های هوشمند ویژگی‌هایی دارند که نیازهای به خصوص برخی از مواد غذایی ویژه را برآورده می‌کند. برای مثال، بسته‌بندی‌هایی با مواد جاذبِ اکسیژن ساخته می‌شود که اکسیژن را از داخل بسته حذف می‌کنند، بنابراین محافظت‌کننده‌ی اکسایش محصولات حساس به اکسیژن هستند. غشاء حساس به دما وقتی در معرض دمایی بالاتر یا پایین‌تر از دمای تنظیم‌شده قرار می‌گیرند، تغییری ناگهانی در برابر نفوذپذیری گاز نشان می‌دهند. این غشاء‌های پلاستیکی از ساختار کریستالی به ساختار غیرشفاف تغییر می‌کنند، که باعث نفوذپذیری گاز می‌شود.
ذخیره کردن
ذخیره‌ی مواد غذایی بخش مهمی از نگهداری مواد غذایی است. بسیاری از واکنش‌هایی که ممکن است کیفیت محصول غذایی را کاهش دهد در زمان ذخیره کردن اتفاق می‌افتد. مواد مغذی غذاها ممکن است به شدت تحت تأثیر ذخیره‌ی نامطلوب قرار گیرد. برای مثال، مقدار قابل توجهی از ویتامین C و تیامین ممکن است در طول نگهداری غذا از بین برود. سایر تغییرات نامطلوب از قبیل تغییر رنگ، بد طعم شدن مواد غذایی و خوراکی، از بین رفتن بافت می‌تواند در طول نگهداری غذا رخ دهد. طراحی مناسب سیستم نگهداری مواد غذایی این امکان را فراهم می‌کند تا غذاهای تازه و فرآوری‌شده با بالاترین کیفیت به مدت طولانی ذخیره شود. مهم‌ترین شاخص ذخیره‌ی غذا، دما است. بسیاری از غذاها مناسب نگهداری در دمای ثابت و پایین هستند، زیرا سرعت بسیاری از واکنش‌ها کاهش می‌یابد و افت کیفیت به حداقل می‌رسد. علاوه بر این، غذاهایی که غلظت آب بالایی دارند باید در محیط‌هایی با رطوبت بالا نگهداری شوند تا از کاهش بیش از اندازه‌ی رطوبت جلوگیری شود. کنترل دقیق گازهای موجود در فضا مانند اکسیژن، دی‌اکسید کربن، و اتیلن، در افزایش عمر نگهداری بسیاری از محصولات بسیار مهم است. برای مثال، صنعت سیب در ایالات متحده و کانادا از امکانات فضای کنترل‌شده برای ذخیره‌ی محصولات بهره می‌برند تا کیفیت میوه‌ها را حفظ کنند. ژاک اتین برارد، استاد دانشکده داروسازی در مونپلیه در سال 1819 برای اولین بار نظریه استفاده از محیط کنترل‌شده برای افزایش ماندگاری میوه‌ها را ارائه داد. بیش از 100 سال بعد، فرانکلین کید و سیریل وست در دپارتمان تحقیقاتی کمبریج این روش را برای استفاده تجاری توسعه دادند.
