counter?id=2204607;js=na Принципы и методы консервирования
logo

Основными причинами порчи свежих пищевых продуктов являются присутствие в растительных и животных тканях ферментов и контаминация их микроорганизмами, которые разрушающе действуют на компоненты сырья. Дополнительное влияние на эти факторы оказывают кислород воздуха, температура, свет и т. д.

В зависимости от характера сырья, причин его порчи и вида продукта, который необходимо получить, применяются соответствующие принципы и методы консервирования.

Для предохранения продуктов от порчи необходимо создать такие условия их хранения либо так видоизменить их свойства, чтобы микроорганизмы были уничтожены или не могли развиваться, а ферменты, регулирующие биохимические процессы, были инактивированы.

Первыми методами консервирования стали естественные процессы: посол, копчение, брожение и др. В 1810 г. французский кулинар Н. Аппер опубликовал книгу о консервировании пищевых продуктов с помощью теплоты. Позднее был зарегистрирован английский патент на консервирование пищевых продуктов в герметически закрытых металлических банках.

Многочисленные способы сохранения пищевых продуктов заключаются в основном в регулировании жизненных процессов в самом сырье и микроорганизмах. На этом основана классификация методов консервирования растительного сырья проф. Я. Я. Никитинского.

Следует обратить внимание на то, что сырье животного происхождения перед консервированием не является живым объектом и отличается от растительных объектов, в которых после сбора урожая продолжаются процессы обмена веществ в тканях и с окружающей средой, в том числе и процесс дыхания. Поэтому не все моменты классификации методов консервирования касаются методов сохранения мяса теплокровных животных, рыбы и птицы. Регулирование жизненных процессов в этом случае касается микрофлоры сырья и тех способов, когда животных перед переработкой содержат живыми. Различают три основные группы методов консервирования сырья и пищевых продуктов:

  • методы, основанные на принципе биоза, т. е. поддержания жизненных процессов в сырье и использования его естественного иммунитета;
  • методы, основанные на принципе анабиоза, т. е. замедления, подавления жизнедеятельности микроорганизмов и растительного сырья при помощи различных физических, химических и биологических факторов;
  • методы, основанные на принципе абиоза, отсутствия жизни, т. е. полного прекращения всех жизненных процессов как в сырье, так и в микроорганизмах.

Биоз заключается в хранении плодов и овощей в свежем виде без какой-либо специальной обработки. Принимаются лишь меры, направленные на поддержание нормальных жизненных процессов, и некоторое ограничение их интенсивности.

К биозу можно отнести и способы хранения рыбы и беспозвоночных в живом виде, при их транспортировании в живом виде, при их транспортировании и хранении до переработки или реализации в торговой сети. Биоз является не методом консервирования в обычном понимании, а лишь системой мер, обеспечивающих кратковременное хранение сырья в свежем виде.

На принципе анабиоза основан ряд методов консервирования: охлаждение, замораживание, создание высоких концентраций осмотически деятельных веществ, сушка, хранение в регулируемой атмосфере, маринование, спиртование, квашение и др.

При методе холодного хранения (умеренный холод) используют температуру не ниже той, при которой замерзают сырье и пищевые продукты. Использование умеренного холода способствует значительному замедлению биохимических процессов, протекающих в сырье, а также снижению активности микроорганизмов, большинство из которых эффективнее развивается при 37 °С.

Снижение биологической и биохимической активности сырья и микроорганизмов при понижении температуры объясняется, с одной стороны, зависимостью скорости химических реакций от температуры, а с другой — тем, что цитоплазма микробных клеток наркотизируется под влиянием холода и проницаемость ее снижается.

Метод холодного хранения дает возможность сохранить сырье при минимальном изменении его натуральных свойств гораздо дольше, чем метод биоза.

Для регулирования жизненных функций микроорганизмов используется их потребность в воде. Обмен веществ и развитие микробных клеток определяет содержащаяся в продуктах свободная вода, количество которой выражают через ее активность А,. Пищевое сырье характеризуется высокими значениями Aw: овощи, фрукты, гидробионты — 0,99 - 0,98, мясо теплокровных животных — 0,98 — 0,97, яйца — 0,97. Предел роста различных видов микроорганизмов ограничен более низкими значениями Aw: бактерий — 0,90, дрожжей и плесеней — 0,75 — 0,88.

Для консервирования сырья активность воды снижают путем высушивания, внесения осмотически активных веществ, замораживания и комбинирования этих способов.

В связи с тем, что вода представляет собой универсальный растворитель и структурный компонент в биологических системах и количественно преобладает в них, снижение Aw способствует протеканию химических и реологических изменений в продуктах питания, что ведет к ухудшению их качества.

Замораживание продукта предусматривает его охлаждение до температуры более низкой, чем температура замерзания. Замороженные пищевые продукты и сырье можно сохранять значительно дольше, чем при использовании умеренных пониженных температур. Это объясняется не только количественной разницей в низкотемпературном уровне процессов замораживания и холодильного хранения, но и тем, что в замороженных пищевых продуктах большая часть воды превращена в твердое состояние. Поэтому микроорганизмы, питание которых происходит осмотическим путем, лишаются возможности использовать пищевые продукты, содержащие небольшую долю воды в жидком состоянии.

При использовании способа замораживания сырья и пищевых продуктов принцип анабиоза относится (хотя не в полной мере) только к микроорганизмам.

Многие вегетативные формы микроорганизмов погибают при низких температурах, споры выживают, впадая в анабиотическое состояние.

При медленном замораживании количество выживших микроорганизмов больше, чем при быстром. Многие из выживших микроорганизмов оказываются поврежденными и впоследствии погибают.

На степень сохранения жизненных функций микроорганиз­мов влияют их вид, среда, в которой он находится, скорость и температура замораживания и хранения. Повторное заморажи­вание и размораживание приводят к уменьшению количества живых микроорганизмов.

Высокие концентрации осмотически деятельных веществ способствуют плазмолизу клеток сырья и микроорганизмов, в результате чего микроорганизмы впадают в анабиотическое со­стояние.

В качестве осмотически деятельных веществ для консервиро­вания пищевых продуктов применяют сахар и поваренную соль. Чтобы вызвать стойкий плазмолиз микробных клеток, необходи­мы высокие концентрации этих веществ: не менее 60 - 70% саха­ра или 10 - 12% соли. Консервирующее действие сахара исполь­зуют при изготовлении таких продуктов, как варенье, джем и повидло.

Консервирующее действие поваренной соли используют для посола рыбных и мясных продуктов.

Сушка также приводит к анабиозу микроорганизмов. Попа­дая в сухую среду, микробные клетки теряют осмотическим пу­тем воду, в результате чего происходит их плазмолиз.

Сушка как метод консервирования пищевых продуктов име­ет много преимуществ. Используемые при этом технология и аппаратура достаточно просты. Масса и объем сырья в процессе сушки уменьшаются в несколько раз. Сушеные продукты непри­хотливы к условиям хранения. Однако качество сушеной про­дукции невысоко. Основной недостаток заключается в плохой восстанавливаемости естественных свойств продукции при вто­ричном обводнении перед употреблением в пищу.

В настоящее время используются методы сушки, позволяю­щие интенсифицировать процесс и получать сушеную продукцию высокого качества. Одним из таких методов является субли­мационная сушка, осуществляемая при отрицательных темпера­турах.

Хранение плодов и овощей в регулируемой атмосфере осно­вано на анабиотическом состоянии, в которое впадают как мик­роорганизмы, так и растительное сырье мод влиянием диоксида углерода и пониженного содержания кислорода в атмосфере.

Модификация атмосферы используется также для консерви­рования сырья животного происхождения.

Маринование, спиртование, квашение и спиртовое броже­ние - методы консервирования, основанные на неспособности большинства микроорганизмов развиваться в кислой среде или в среде, содержащей спирт.

Небольшие концентрации спирта и кислоты не могут воспре­пятствовать развитию плесеней, бактерий и других микроорга­низмов, поэтому с помощью этих методов сохранить продукт в течение продолжительного времени нельзя. Для увеличения сро­ка хранения продуктов их пастеризуют или хранят при понижен­ных температурах. При этом изменяется сам принцип консерви­рования, который в таком случае сводится не к анабиозу микро­организмов, вызванному действием кислоты или спирта, а к уничтожению их с помощью высокой температуры.

Применение антисептиков основано на их способности угне­тать жизнедеятельность микроорганизмов. Проникая в клетку, эти вещества вступают во взаимодействие с белками протоплаз­мы, парализуя при этом ее жизненные функции и приводя мик­робную клетку к гибели.

Консерванты должны должны быть ядовитыми для микробов в небольших дозах, не оказывать вредного действия на организм человека, не вступать во взаимодействие с пищевыми веществами и не придавать продукту неприятного запаха или привкуса. Кроме того, они не должны реагировать с материалом технологического оборудования или тары, легко поддаваться удалению из продукта перед употреблением его в пищу или выводиться из организма. Подобрать эффективные антисептики, пригодные для консервирования пищевых продуктов, нелегко, так как большинство из них оказывает вредное воздействие не только на микробы, но и на организм человека.

Поэтому количество антибиотиков, получивших разрешение органов здравоохранения на их применение для консервирования пищевых продуктов, ограничено. Так, используется хлортетрациклин, или биомицин. Ценной является его способность полностью разлагаться при непродолжительном нагревании. Его разрешено применять только для консервирования сырья животного происхождения (мяса, рыбы, битой птицы), употребляемого в пишу только после горячей кулинарной обработки.

Органами здравоохранения рекомендуется использовать в пищевой промышленности антибиотики, не применяемые в медицине (низин и др.).

Из фитонцидов наиболее подходящим консервантом является эфирное аллилгорчичное масло. Введение 0,002% этого масла в продукт позволяет сохранять его (маринады) при герметичной укупорке более года.

Многие способы консервирования основаны на принципе анабиоза.

Тепловая стерилизация — обработка продукта высокой температурой — приводит к гибели микроорганизмов в результате необратимых процессов в протоплазме, белки которой коагулируют. Консервированные этим методом пищевые продукты могут сохраняться в течение многих лет. Метод консервирования с помощью тепловой стерилизации является основным и наиболее надежным из методов сохранения пищевых продуктов.

При оптимальном режиме стерилизации химические изменения в пищевом продукте будут минимальными.

Готовые консервы можно хранить на складах и перевозить всеми видами транспорта. В этом заключается основное преимущество стерилизации. С помощью этого способа можно хранить сырье животного и растительного происхождения.

Применение электрического переменного тока высокой (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ) представляет собой один из особых вариантов тепловой стерилизации пищевых продуктов. Поскольку поглощение электрической энергии происходит одновременно всем продуктом, он разогревается быстро.

При СВЧ-нагреве для стерилизации консервов используют радиочастотный диапазон электромагнитных волн 20 - 30 М Гц.

Эффективный кратковременный нагрев позволяет получать консервы высокого качества.

Внедрение процессов ВЧ и СВЧ-обработки в практику консервирования лимитируется сложностью оборудования, относительной дороговизной процесса.

Успешно применяется микроволновый нагрев продуктов. Его используют самостоятельно или в сочетании с термальным 206 нагревом при стерилизации гетерогенных продуктов. При этом значительно сокращается продолжительность процесса тепловой обработки, что приводит к сохранению органолептических показателей продуктов и их пищевой ценности.

Асептическое консервирование, при котором стерилизация предшествует фасованию продукта и его герметизации, осуществляют в стерильных условиях. Оно является одной из разновидностей тепловой стерилизации. Асептическое консервирование имеет ряд преимуществ перед традиционным методом термальной стерилизации продуктов в герметической среде. Основным из них является высокое качество продукта и снижение удельных затрат на обработку. К его недостаткам следует отнести сложность применяемого оборудования.

Применение антибиотиков основано на бактерицидном характере их действия. Они отличаются от антисептиков по происхождению и способу получения.

Антибиотики в сотни раз бактерициднее антисептиков и оказывают консервирующее действие в концентрациях, измеряемых несколькими десятитысячными долями процента. Однако систематическое употребление антибиотиков небезопасно для здоровья человека.

Введение антибиотиков в организм человека нарушает естественный симбиоз между человеком и обитающими в его организме микроорганизмами. Систематическое потребление малых доз антибиотиков приводит к выращиванию в организме человека антибиотикоустойчивых рас микроорганизмов. В результате появления таких форм возникает угроза обесценивания антибиотиков как лекарственных средств.

Обеспложивающая фильтрация — фильтрация прозрачного пищевого продукта через специальный материал, задерживающий микробы. Фильтрующим материалом являются асбестоцеллюлозные пластины, размеры пор которых меньше микробной клетки.

Сущность обеспложивающей фильтрации заключается не в уничтожении микроорганизмов, а в механическом отделении их от продукта. Здесь соблюден принцип абиоза.

Особенностью стерилизующей фильтрации является возможность сохранить пищевой продукт без тепловой стерилизации. Однако осуществление этого метода на практике связано с необходимостью соблюдать строжайший санитарный режим производства. Продукт перед стерилизующей фильтрацией иногда необходимо нагревать для инактивирования ферментов.

Метод обеспложивающей фильтрации является наименее универсальным, так как применяется для ограниченного числа пищевых продуктов.

Ультрафиолетовое излучение обладает большой энергией и оказывает сильное химическое и биологическое действие. Область лучей с длиной волн 4000 — 3300 А является химически активной, 3300 - 2000 А — биологически активной. Наибольшим воздействием на бактерии обладают лучи с длиной волн 2950 - 2000 А. Данная область ультрафиолетовых лучей называется бактерицидной. Максимум бактерицидного действия оказывают лучи с длиной волны около 2600 А.

Использование бактерицидного эффекта ультрафиолетовых лучей для консервирования лимитируется их малой проникающей способностью. Поэтому УФ-спектр может быть использован в основном для стерилизации поверхностей.

Ионизирующие излучения — излучения, способные вызывать ионизацию электрически нейтральных атомов и молекул и стимулировать в облученных материалах однотипные химические реакции.

Два вида излучения — рентгеновские и у-лучи — производят ионизирующее действие, а- и р-лучи имеют малую проникающую способность. Их влияние на облучаемые материалы незначительно.

Стерилизующий эффект ионизации заключается в том, что при действии у-квантов атом или молекула теряют электрон и становятся положительно заряженным ионом. Оторвавшийся электрон, являющийся носителем отрицательного заряда, присоединяясь к другому атому или молекуле, образует отрицательный ион.

Возникающие при этом в пищевых продуктах химические превращения связаны в первую очередь с ионизацией воды.

Образующиеся свободные радикалы Н и ОН обладают высокой химической активностью. Они неустойчивы и могут существовать в свободном виде в течение 10-5— 10-6с. Однако за это время с их помощью образуются сильные окислители, влияющие на химическую природу облучаемых веществ. На этом основаны способы консервирования пищевых продуктов радуризацией и радаппертизацией.

При радуризации дозами (250 — 800)*103 рад микроорганизмы погибают лишь частично.

Радаппертизация, или радиационная стерилизация, уничтожает микроорганизмы полностью. При этом требуются большие дозы ионизирующих излучений — (1,5 — 2)*10-6 рад.

Большие дозы приводят к появлению посторонних запахов и привкусов в продукте, разложению пищевых веществ. Пороговые дозы не должны превышать 103 рад.

Токсикологические, химические и медицинские исследования показывают, что умеренная ионизирующая радиация не оказывает отрицательного влияния на пищевые продукты с точки зрения их безвредности и пищевой ценности.

Применение ионизирующей радиации для обработки пищевых продуктов еще не стало массовым. Наибольшее количество облученных пищевых продуктов реализуется в Японии.

Перспективность радиационной обработки определяется минимальными изменениями первоначальных свойств свежих пищевых продуктов и более низкими затратами на радиационную обработку, чем на применение тепла или охлаждение.

Сезонность промысла гидробионтов, географическая удаленность районов их добычи, мест производства и реализации продукции определяют обработку уловов по технологиям, основанным на жестком воздействии отрицательных и положительных температур. Мороженые и стерилизованные продукты из рыбы и беспозвоночных, несмотря на их микробиологическую безопасность и стабильность в длительном хранении, не в полной мере отвечают требованиям к здоровой пище, так как претерпевают необратимые изменения: денатурацию и гидролиз белков, липидов и углеводов, влекущих за собой снижение качества.

Альтернативным подходом в решении проблемы создания биологически ценной пищи, способной храниться в течение продолжительного срока, являются так называемые барьерные технологии, базирующиеся на совокупном воздействии нескольких взаимодополняющих антимикробных барьеров, включающих как химические соединения, так и физические способы воздействия.

К антимикробным барьерам относят как традиционно известные, так и новые, постоянно пополняемые соединения и способы воздействия на микрофлору продукта (активную кислотность, окислительно-востановительный потенциал, активность воды, консерванты, конкурирующую микрофлору, ферментирование, мягкое тепловое воздействие, охлаждение, некоторые виды излучений, высокое барометрическое давление, модифицированную атмосферу, в которой хранится продукт, тару и упаковку, обладающую активными свойствами и др.). Перечень используемых в отечественной технологии барьеров для рыбных продуктов весьма незначителен: органические кислоты (борная, сорбиновая, яблочная, лимонная, винная, уксусная), посольные смеси, фенольные соединения коптильных сред и сульфиты.

Необходимость поиска новых барьеров связана с одной стороны с приспособляемостью микроорганизмов к изменяющимся условиям окружающей среды, а с другой — с необходимостью снижения токсичности консервирующих средств, потребностью длительного хранения продукции, технологичностью применения барьеров.

К новым барьерным соединениям относятся такие природные антимикробные средства, как хитозан, представляющий собой производное природного полимера хитина, препарат, полученный из рыбьего жира, включающий водорастворимые соединения окисления полиненасыщенных жирных кислот, протаминсульфат, полученный из молок сельди, продукты ферментативного распада пектина, включающие галактуроновую кислоту и олигосахариды, и др.

Контакты

По всем вопросам писать на почту.

contact Mail.ru

adress Россия, г.Калининград.

О сайте

Литература для общего развития и познания известного и не неизвестного.