Способы консервирования продуктов. Физические методы консервирования продуктов Характеристика методов консервирования

Консервирование - это способы обработки пищевых продуктов, приводящие к уничтожению микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов, подавление нежелательных ферментов. Одновременно консервирование способствует повышению пищевой ценности продуктов за счет добавления сахара, жира, белковых гидролизатов. Методы консервирования по характеру воздействия на сырье подразделяют на физические, физико-химические, химические, биохимические и комбинированные.

Физические методы консервирования - охлаждение, пастеризация и стерилизация, использование обеспложивающих фильтров, ультрафиолетовых лучей, ультразвука.

Охлаждение - хранение продуктов при температуре 0-4 °С. Температуру хранения выбирают с учетом точки замерзания продукта. Так, температура замерзания рыбы -2 °С; молока -0,5 °С; яиц -2,8 °С. Продолжительность хранения зависит от вида продукта и составляет для картофеля 6-10 месяцев, яиц - до 6 месяцев, мяса 14-20 суток, молока - 36 ч.

Для сохранения качества продукта процесс охлаждения должен быть быстрым. Для этого используют такие методы охлаждения, как двустадийный, сверхбыстрый. При этом замедляется жизнедеятельность микроорганизмов, тормозятся биохимические процессы, сохраняется пищевая ценность продукта, хотя плотность и вязкость клеточного сока несколько увеличиваются.

Замораживание - процесс превращения в лед содержащейся в продуктах воды, в результате чего создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов, резко снижается скорость биохимических процессов и замороженные продукты длительный период хранятся без изменения качества. Замораживают плоды, овощи, мясо, рыбу, яичный меланж, кулинарные изделия, мороженое. При замораживании их микрофлора полностью не уничтожается. Недостатки замораживания - продукты имеют твердую консистенцию, частично теряют аромат, у них может измениться цвет, жировая ткань желтеет.

Пастеризация - нагревание продукта до температуры не выше 100 °С с целью подавления некоторых видов микрофлоры с невысокой термоустойчивостью (дрожжей, плесеней), причем их споры остаются.

Различают пастеризацию: длительную - при 60 °С в течение 30-40 мин, кратковременную - при 85-90 °С несколько минут. Иногда осуществляют дробную пастеризацию, при этом в промежутке между периодами развивается вегетативная форма микробов, уничтожаемая следующей пастеризацией. Пастеризуют молоко, пюре (для детского питания), соки, джемы, маринады.

Стерилизация - тепловая обработка продукта при температуре выше 100 °С. При этом подавляются термофильные микроорганизмы, вызывающие пищевые токсикоинфекции. Режим стерилизации зависит от рН (кислотности) среды продукта, его консистенции, объема, вида тары. Кислые продукты стерилизуют при более низких температурах (105 °С), чем менее кислые (120 °С). При стерилизации происходят денатурация белков и активация ферментов, частично разрушаются витамины. При изготовлении соков, молока применяют метод асептического консервирования, когда стерилизованный продукт фасуют в стерильных условиях в стерильную (герметичную) тару.

Более кратковременным и эффективным является консервирование токами сверхвысокой частоты (СВЧ), когда продукт в герметически закупоренной таре помещают в электромагнитное поле переменного тока. Время обработки сокращается более чем в 20 раз.

Физико-химические методы консервирования. К ним относят сушку (солнечную, нагретым воздухом, вакуумную, инфракрасную, сублимационную), консервирование поваренной солью и сахаром.

При сушке в обезвоженных продуктах приостанавливается жизнедеятельность микроорганизмов.

Искусственную сушку продуктов производят с использованием горячего воздуха (свыше 120 °С). Недостатки данного способа - относительно большая продолжительность сушки (3-10 ч), слабый прогрев продукта (до 60 °С). При этом наблюдаются изменение цвета, вкуса, почти полная потеря аромата.

Более прогрессивные способы сушки - сублимационная, токами СВЧ.

Способ сушки токами СВЧ отличается механизмом тепло- и влагообмена между продуктом и окружающей средой, а также механизмом переноса влаги в продукте.

Сублимационная сушка заключается в переходе льда замороженного продукта в пар, минуя стадию воды, к тому же содержание влаги снижается до 4 %. Продукт восстанавливается за 30 мин (в зависимости от вида).

Жидкие продукты сушат в распылительных сушилках. Разновидностями конвективного метода сушки являются сушка в псевдосжиженном состоянии, осмотическое обезвоживание. Частный случай сушки - вяление (медленное обезвоживание подсоленных продуктов).

Консервирование поваренной солью и сахаром основано на том, что при высокой их концентрации увеличивается осмотическое давление и микроорганизмы не могут развиваться. При высокой концентрации сахара и соли протоплазма микробов обезвоживается за счет разности парциального давления и плазмолиза.

Биохимические методы основаны на консервирующем действии молочной кислоты или спирта, которые образуются в продуктах при молочнокислом и спиртовом брожении. При квашении и солении вносят 2-5 % соли, которая выступает и вкусовой добавкой, для усиления плазмолиза клеток, что способствует переходу сока (сахара) в рассол. Квашение проводят при температуре 20-25 °С до накопления 0,7-0,9 % молочной кислоты. В кислой среде гнилостные бактерии не развиваются. При мочении яблок может накапливаться до 1,5 % этилового спирта. Этиловый спирт накапливается в виноградных и плодово-ягодных винах в результате дрожжевой деятельности. Замечено, что накопление в вине спирта более 20 % приводит к гибели микроорганизмов (дрожжей, плесеней).

Химические методы консервирования основаны на добавлении к пищевым продуктам кислоты (уксусной, сернистой, сорбиновой, бензойной), спирта, уротропина, низина. Их вводят в продукты в небольшом количестве в соответствии с требованиями санитарного надзора. Консервирование уксусной кислотой (маринование) основано на ее бактерицидном действии. При приготовлении маринадов продукты заранее подготавливают, бланшируют, заливают маринадной заливкой, содержащей уксусную кислоту (0,6-1,5 %), сахар, соль, пряности. Более высокая концентрация уксуса оказывает отрицательное влияние на вкус. Маринады пастеризуют, кроме маринованной рыбы, в маринад которой входит бензойнокислый натрий.

Спирт замедляет деятельность микроорганизмов. Спирт добавляют в ликероводочные изделия (10-45 %), им смачивают хлеб, предназначенный для длительного хранения.

Консервирование сернистой кислотой, ее солями и диоксидом серы называют сульфитацией. Консервирующий эффект сульфитации возрастаете понижением температуры и повышением кислотности продукта. Диоксидом серы, полученным ее сжиганием, обрабатывают плоды и ягоды перед сушкой. Сульфитируют пюре с целью продления срока хранения. Метабисульфит калия применяют для хранения свежего винограда. В мясопродукты добавляют нитриты и нитраты для сохранения их естественной окраски.

К комбинированным методам консервирования относят копчение (обработка дымом в сочетании с солением), вяление (соление с подсушиванием), баночный посол рыбы (соление и герметизация продукта). При консервировании продукт приобретает новые свойства (колбаса, рыба соленая).

Консервирование – это способ сохранения продуктов от порчи.

Он основан на создании таких условий, при которых прекращаются развитие микроорганизмов и деятельность ферментов, вызывающих порчу пищевых продуктов, в результате чего увеличивается срок хранения. Кроме того, консервирование расширяет ассортимент пищевых продуктов (рыба свежая, соленая, вяленая), способствует улучшению их вкуса (копченая колбаса, маринованные овощи), повышает калорийность за счет добавления масла, соусов, сахара (шпроты, рыба в томатном соусе). Консервированными продуктами можно снабжать население круглогодично во всех районах страны.

Изменяя условия среды, воздействуя на сырье или на микроорганизмы теми или иными физическими и химическими факторами, можно добиться уничтожения или подавления жизни возбудителя порчи (микроорганизма) и сохранение жизни сырья. Можно прекратить все жизненные процессы в сырье, не разрушая его пищевых качеств, и устранив возбудителя порчи, сохранить сырье как пищевой продукт и т.д.

Я. Я. Никитский систематизировал способы консервирования, выделив четыре принципа: биоз, анабиоз, ценоанабиоз и абиоз.

Биоз

Принцип биоза – это поддержание жизненных процессов, происходящих в растительном сырье и препятствующих развитию микроорганизмов. Этот принцип является основой для хранения свежих плодов, ягод и овощей.

Естественный иммунитет против различного рода заболеваний определяет сопротивляемость растений действию микроорганизмов и, следовательно, удлиняет сроки их хранения, предотвращая порчу. Иммунные сорта обладают способностью вырабатывать вещества определенного химического состава, не позволяющие развиваться основным возбудителям порчи растения. Многие из них полностью невосприимчивы к специфическим возбудителям порчи данного вида продукта.

Таким образом, подбор сортов является одним из основных условий при хранении растительного сырья, особенно сочного.

Продолжительность хранения растительных продуктов зависит от их видовых, сортовых особенностей и условий хранения. Независимо от иммунных свойств ягоды и скоропортящиеся плоды нсегда хранятся меньше, чем корнеплоды и клубни, и тем более, чем зерно или семена.

Анабиоз

При этом способе хранения замедляются все биологические процессы, протекающие в живом организме. Например, свежие плоды, ягоды и овощи не перезревают, ткани их не размягчаются, резко подавлены жизненные функции и развивающихся на них микроорганизмов. Все это относится и к зерну.

Способ хранения растительного сырья в регулируемой газовой среде – перспективный способ хранения, открывающий большие возможности для сокращения потерь.

Классическим примером анабиоза можно назвать способ хранения растительного сырья в условиях пониженных температур (психроанабиоз). Этот способ широко применяется для сохранения плодов и овощей, семян и зерна. Действительно, холод (от минус 1 до минус 5 °С) спасает растительное сырье от развития в нем микроорганизмов.

Однако необходимо помнить, что существуют микроорганизмы, хорошо развивающиеся при низких температурах (психрофилы), а некоторые, например плоды, легко заболевают при пониженных температурах, в их тканях появляются физиологические расстройства, и они легче поражаются микроорганизмами. Учитывая оба фактора, приходится иногда в качестве оптимального использовать температуру выше критической. Например, некоторые сорта яблок желательно хранить при температурах 5 °С, 7 °С, 10 °С; цитрусовые хранят при температурах 3 °С-7 °С.

Нельзя путать понятия «охлаждение» и «замораживание» (криоанабиоз). При замораживании происходит образование кристаллов льда в растительных тканях, что недопустимо, например, при хранении свежих плодов, ягод и овощей, так как после оттаивания качество их резко ухудшается в связи с гибелью протоплазмы клеток.

К принципу анабиоза условно можно отнести способ хранения пищевых продуктов при высоком осмотическом давлении (осмоанабиоз). Этот способ обработки при больших концентрациях в среде сахара или соли позволяет замедлить или прекратить полностью жизнедеятельность микроорганизмов. При создании высоких концентраций осмотически деятельных веществ происходит плазмолиз клеток микроорганизмов, они впадают в анабиотическое состояние, теряют способность размножаться и вызывать порчу пищевых продуктов.

Сушка (ксероанабиоз) позволяет удалить из пищевых продуктов определенное количество влаги, препятствует тем самым развитию микроорганизмов. Так, в зерне злаковых с влажностью 12 %-14 % интенсивность дыхания ничтожна, а микроорганизмы не имеют условий для активного развития. При влажности менее 10 % не развиваются и многие насекомые.

Изменения при обработке перед сушкой и в процессе сушки столь глубоки, что продукт не остается жизнеспособным. То же можно сказать и о пищевых продуктах, консервированных в концентрированных растворах сахара или соли.

К анабиозу можно отнести и способ консервирования продуктов, основанный на создании в них кислой среды (ацидоанабиоз). В качестве консервирующего средства применяют уксусную кислоту, виноградный и плодово-ягодные уксусы. При рН ниже 5 заметно подавляется жизнедеятельность многих микроорганизмов, в том числе гнилостных.

Ценоанабиоз

Принцип ценоанабиоза основан на том, что при хранении продукта создаются благоприятные условия для определенной группы микроорганизмов, подавляющих размножение других, вызывающих порчу продукта.

При квашении, например, микроорганизмы вызывают активные биохимические процессы, (дрожжи и молочнокислые бактерии), в результате которых накапливаются в продукте собственные консерванты – молочная кислота и спирт. Они, в свою очередь подавляют жизнедеятельность нежелательной микрофлоры, прежде всего гнилостной, а также вызывающей маслянокислое и уксуснокисное брожение.

Абиоз

Принцип абиоза – это прекращение жизнедеятельности микроорганизмов и других вредителей и жизненных процессов в растительном сырье.

К принципу абиоза относят также и обработку пищевых продуктов антисептиками (химабиоз). Химические вещества вызывают глубокие изменения в клетках микроорганизмов, приводящие к их гибели.

К средствам химабиоза относится и копчение. Дым от сгорающей древесины – хороший антисептик, так как в нем содержаться фенолы, альдегиды, кетоны, спирты, кислоты, смолы и другие вещества.

Методы консервирования пищевых продуктов

Методы консервирования пищевых продуктов подразделяют на физические, физико-химические, биохимические и химические.

К физическим методам консервирования относят консервирование действием низких и высоких температур и лучистой энергией.

Консервирование низкими температурами – охлаждение и замораживание – основано на замедлении или прекращении развития микробов и действия ферментов.

При охлаждении продукты хранят при температуре 0°С, не допуская замораживания. Этот способ консервирования не изменяет ценности и качество продуктов: плодов, мяса, рыбы, молока, творога и сметаны.

При замораживании продукт охлаждают до минус 20°С -25 °С. Применяют этот способ для длительного хранения продуктов. Его используют для хранения мяса, рыбы, а в настоящее время и для творога, овощей, готовых блюд. Замороженные продукты по вкусовым и питательным свойствам уступают охлажденным из-за потери питательных веществ при оттаивании.

Консервирование высокими температурами – пастеризация и стерилизация – основано на губительном действии высоких температур на микробы.

Пастеризация – это нагревание продукта ниже 100°С. Различают пастеризацию длительную (при 63°С – 5 °С в течение 30-40 минут) и кратковременную (при 85°С – 90 °С в течение 1-1,5 минут), а для более длительного хранения продуктов применяют многократную пастеризацию.

Пастеризация почти не снижает пищевой ценности и вкусовых достоинств продукта. Чаще всего пастеризуют молоко, сливки, соки, варенье, джем. П ри пастеризации микробы погибают, однако споры их могут сохраняться, а затем прорастать. Поэтому применяют стерилизацию.

Стерилизация – это нагревание продукта выше 100°С (113°С -120°С в течение 20-40 минут) в герметично закрытых банках, бутылках. При этом погибают все микроорганизмы и споры, поэтому продукт хранится длительное время. При стерилизации свойства продуктов изменятся в результате денатурации белков, частичного гидролиза жира, разрушения витаминов и др. Используют этот метод для приготовления консервов из мяса, рыбы, молока, фруктов.

Консервирование лучистой энергией – это обработка продуктов токами высокой частоты в герметично закрытых банках, облучение ультрафиолетовыми лучами поверхности колбас и мясных туш, обработка гамма-лучами различных продуктов, в том числе готовых блюд в пленках. Для обработки молока и соков применяют ультразвук.

К физико-химическим методам консервирования относят сушку, консервирование поваренной солью и сахаром.

Сушка основана на подавлении деятельности микроорганизмов и ферментов в результате обезвоживания продуктов до содержания в них влаги 8 %-14 % и высокой концентрации сухих веществ.

Разновидностью сушки является вяление – медленное обезвоживание предварительно подсоленных продуктов (мяса, рыбы).

Консервирование солью и сахаром основано на том, что под действием соли и сахара в клетках микроорганизмов создается повышенное осмотическое давление, клетки при этом обезвоживаются и погибают. Концентрация соли должна быть не менее 10%. Консервирование солью используют в основном для сельди, лососевых рыб, шпика и икры, вкусовые качества которых при посоле улучшаются. Консервирование сахаром применяют в производстве фруктово-ягодных кондитерских изделий, сиропов и сгущенного молока; концентрация сахара при этом должна быть не менее 60 %-65 %.

К биохимическим методам консервирования относят квашение (сочение).

Сущность квашения заключается в подавлении жизнидеятельности, гнилостных микробов молочной кислотой, накапливаемой в продуктах в результате сбраживания сахара плодов и овощей молочно-кислыми бактериями, попавшими с поверхности продукта и из воздуха. Содержание молочной кислоты при этом достигает от 0,7 % до 1,8 %. Квашению подвергают капусту, огурцы, помидоры, арбузы, яблоки. Эти продукты при температуре от 0 °С до 4°С хранятся несколько месяцев.

Химические методы консервирования основаны на действия химических веществ, которые подавляют жизнедеятельность микробов. К ним относят следующие методы.

Маринование – консервирование продуктов (овощей, фруктов) уксусной кислотой концентрацией от 0,5 % -0,9 %. Эти продукты хранят при температуре от 0 °С до 4 °С.

Копчение основано на пропитывании продукта антисептическими (противомикробными) веществами дыма, получаемого при неполном сгорании древесных опилок. Коптят продукты (мясо, рыбу) в коптильных камерах горячим (при 70 °С -140 °С) или холодным (при 40 °С) способом. Электростатическое копчение основана на осаждении на поверхности продукта частиц с противоположным электрическим зарядами. При бездымном копчении используют коптильную жидкость, в которую погружают продукт перед термической обработкой и сушкой. Коптильная жидкость не содержит канцерогенных (вредных) веществ.

Сернистым газом (SО 2) обрабатывают плоды и ягоды для сохранения их цвета до переработки.

Буру и уротропин применяют для консервирования икры рыб и рыбных консервов.

Бензойную кислоту (С 6 Н 5 СООН) концентрации 0,07% используют для консервирования фруктовых соков.

Углекислый газ (СО2) подавляет жизнедеятельность плесеней и некоторых бактерий. При 10 % -20 % -ной концентрации СО2 в воздухе и температуре 0°С срок хранения мяса, рыбы, колбасных изделий увеличивается в 2 раза по сравнению с хранением в обычных условиях.

Сорбиновую кислоту (С 5 Н 7 СООН) в количестве 0,02 % -0,2 % добавляют в овощные и фруктовые соки, компоты, сыры и маргарин для предохранения их от порчи. Эту кислоту вводят в состав пленок упаковочной бумаги, в которых хранят продукты.

Антибиотики (низин, биомицин) используют при производстве консервов, для обработки свежей рыбы, птицы.

Фитонциды губительно действуют на микробы, их применяют в качестве консервирующих веществ. Так, аллиловое масло, вырабатываемое из семян горчицы, используют при приготовлении маринадов.

Консервирование с помощью антисептиков

Основано на способности антисептиков уничтожать микроорганизмы, предохраняя тем самым продукт от порчи. Проникая в клетку микроба, эти вещества вступают во взаимодействие с белками протоплазмы, парализуя при этом ее жизненные функции и приводя микробную клетку к гибели.

Антисептики, пригодные для сохранения пищевых продуктов, должны удовлетворять следую щ им требованиям: быть ядовитыми для микробов в небольших дозах (порядка долей процента), однако в применяемых дозах не оказывать вредного воздействия на организм человека; не вступать во взаимодействие с пищевыми веществами и не придавать продукту неприятного запаха или привкуса; не реагировать с материалом технологического оборудования или консервной тары; легко удаляться из продукта перед употреблением его в пищу антисептика, который полностью удовлетворял бы этим требованиям, пока не обнаружено. Многие из них оказывают вредное действие не только на микробы, но и на организм человека. Для консервирования плодов и ягод, фруктового пюре и плодово-ягодных применяют диоксид серы, бензойную кислоту или ее натриевую и сорбиновую кислоту.

Наилучшим антисептиком считается диоксид серы. Необходимая концентрация его невелика 0,15 % -0,20 %, но в этой концентрации он влияет на человека и придает продукту неприятный запах и привкус В консервном производстве он применяется для сохранения фруктовых полуфабрикатов и заготовок, которые впоследствии можно использовать для варки джемов, повидла и т.п. Диоксид серы более токсичен для плесеней и бактерий, чем для дрожжей. Кроме того, он ингибирует и некоторые ферменты, те, которые вызывают ферментативное побурение плодов и овощей, благодаря чему плоды не темнеют. Диоксид серы также способствует сохранению в продукте витамина С.

Бензоат натрия (натриевая соль бензойной кислоты) представляет собой кристаллический порошок без запаха и вкуса, который оказывает консервирующее действие в концентрации 0,1 %. Он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к антисептикам (за исключением легкого привкуса бензоата), однако удалить его из полуфабриката перед употреблением в пишу невозможно. На бактерицидное действие бензойной кислоты влияет кислотность среда. Поэтому соли бензойной кислоты рекомендуется использовать для консервирования кислых продуктов.

В консервном производстве кроме перечисленных успешно используют сорбиновую кислоту или ее калиевую соль, которая оказывает консервирующее действие в небольших концентрациях (0,05 % -0,1 %), не придает продуктам постороннего привкуса или запаха и безвредна для человека. Попадая вместе с продуктами в организм человека, сорбиновая кислота окисляется до образования веществ, безвредных для человека.

Консервирование с помощью антибиотиков

Основано на бактерицидном характере их действия. Они отличаются от антисептиков по происхождению и способу получения: антисептики получают чисто химическим путем из неорганических продуктов (диоксид серы) или органических веществ (бензойная и сорбиновая кислоты), а антибиотики, которые продуцируются живой клеткой получают биохимическим путем. Наиболее распространены такие антибиотики микробного происхождения, как пенициллин, стрептомицин, грамицидин и др. Кроме перечисленных используются антибиотики растительного происхождения, так называемые фитонциды, которые входят в состав лука, чеснока, хрена, горчицы и других растений. Антибиотики в сотни раз эффективнее антисептиков, оказывают консервирующее действие в концентрация которые измеряются несколькими десятитысячными долями процента. Однако нужно иметь в виду, что систематическое употребление антибиотиков небезопасно для здоровья человека, так как приводит к появлению в организме человека микроорганизмов, устойчивых к их действию, и обесцениванию антибиотиков как лекарственных средств. Поэтому единственным антибиотиком, получившим разрешение органов здравоохранения для
консервирования пищевых продуктов, да и то при особых условиях, является хлортетрациклин, или биомицин. Ценной в технологическом отношении особенностью его является способность полностью разлагаться при непродолжительном кипячении, поэтому биомицин разрешено применять только для консервирования сырья животного происхождения – мяса, рыбы, птицы, которое употребляется в пище после горячей кулинарной обработки. Применять биомицин при консервировании плодов и овощей, которые употребляют также в сыром виде, не разрешается. Органы здравоохранения рекомендую использовать в пищевой промышленности антибиотики, не применяющиеся в медицине. К таким антибиотикам относится низин, бактерицидное действие которого проявляется в первую очередь в отношении бактерий. Его рекомендуется использовать для введения в консервы с целью смягчения режимов стерилизации в количестве 0,01 % -0,02 %. В процессе нагревания около 75 % низина разрушается, что позволяет вносить повышенное количество его для получения необходимых результатов.

Из фитонцидов наиболее подходящим для консервирования является эфирное масло, получаемое из семян горчицы, так называемое аллилгорчичное масло (изородановый эфир аллилового спирта). Введение этого антибиотика, например в маринады, в количестве 0,002 % позволяет сохранить эти продукты больше года при условии герметичной укупорки банки без порчи, даже если они не были пастеризованы.

Обеспложивающая фильтрация

Это фильтрация абсолютно прозрачного жидкого пищевого продукта через специальный материал, задерживающий микробы. Фильтрующим материалом служит прессованная асбестоцеллюлозная масса, размеры пор которой меньше микробной клетки. Фильтрующий материал изготавливается я в виде пластин, каждая из которых представляет собой стерилизующий фильтр (СФ). Таким образом, сущность обеспложивающей фильтрации заключается не в уничтожении микроорганизмов, а в механическом их отделении от продукта. Так их в технологическом процессе не предусмотрен нагрев продукта, все ферменты в нем полностью сохраняются. Биохимические процессы, протекающие с участием ферментов, могут приводить в процессе хранения к появлению нежелательных посторонних привкусов и запахов в пищевых продуктах и в итоге к порче. Поэтому перед стерилизующей фильтрацией продукт приходится нагревать, чтобы инактивировать ферменты. Способ консервирования обеспложивающей фильтрацией применим к ограниченному числу пищевых продуктов, отличающихся полной прозрачностью. Кроме того, проведение этого способа на практике связано с рядом трудностей: чтобы получить стойкие при хранении консервы, должны быть созданы абсолютно стерильные условия как в помещении, так и внутри и снаружи оборудования. Обслуживающий персонал должен принимать особые меры предосторожности, чтобы не внести инфекцию в продукт. Только при соблюдении всех этих условий можно избежать порчи продукта при хранении.

Ультрафиолетовое излучение

Охватывает область электромагнитных колебаний с длинами волн (0,136-4) 10 -7 м, обладает большой энергией, поэтому оказывает сильное химическое и биологическое действие. В зависимости от длины волны действие различных участков ультрафиолетового спектра неодинаково. Наибольшим воздействием на бактерии, подавляющим их жизнедеятельность и приводящим живые клетки к гибели, обладают лучи с длиной волны (2,0-2,95) 10 -7 м. Данная область ультрафиолетовых лучей называется бактерицидной.

Широкое использование бактерицидного эффекта ультрафиолетовых лучей для консервирования пищевых продуктов лимитируется их малой проникающей способностью, не превышающей доли миллиметра. УФ-лучи не пропускают стенки жестяной и стеклянной тары. Поэтому УФ -спектр может быть использован в основном для поверхностной стерилизации продуктов. Ультрафиолетовые лучи можно использовать для обеззараживания воздуха и поверхностей стен камер на пищевых предприятиях, для стерилизации тары, а также молока при условии обработки его на тонком слоем.

Ионизирующие излучения

Данные излучения обладают высоком энергией, способны вызывать ионизацию электрически нейтральных атомов и молекул и стимулировать в облученных материалах однотипные химические реакции. Ионизирующие излучения можно получать двумя способами: механическим, используя рентгеновские аппараты или аппараты для получения потока ускоренных электронов; путем радиоактивного распада различных изотопов типа кобальта-60 и др. Как известно, при радиоактивном распаде образуются потоки элементарных частиц, которые называются α-лучами (положительно заряженные ядра гелия) и β-лучами (поток электронов или позитронов), а также электромагнитные колебания высокой частоты, которые называются γ-излучением. Два вида излучения - рентгеновские и γ-лучи оказывают ионизирующее действие, α- и β-лучи имеют малую проникающую способность, и их влияние на облучаемые материалы незначительно.

При определенной дозировке ионизирующих излучений можно подавить жизнедеятельность микроорганизмов либо вовсе их уничтожить. На этом основаны такие способы консервирования пищевых продуктов, как радуризация и радаппертизация.

При радуризации, производимой дозами (250-800) 10 3 рад, микроорганизмы уничтожаются лишь частично, в результате чего плоды, овощи, мясо и рыба могут сохраняться в свежем виде дольше, чем без радиационной обработки.

Радаппертизация, или радиационная стерилизация, оказывает точно такое же действие на микроорганизмы, что и тепловая стерилизация, но при этом требуются очень большие дозы ионизирующих излучений, порядка (1,5-2)10 6 рад, ибо микроорганизмы, особенно споры анаэробов, очень устойчивы к радиационному фактору. Но такие большие дозы приводят к появлению посторонних запахов и привкусов в продукте, разложению пищевых веществ, особенно аскорбиновой кислоты, образованию токсичных соединений, поэтому для обработки пищевых продуктов они не используются.

Ионизирующие излучения в относительно небольшой дозе убивают ростовые элементы клеток. Картофель теряет способность прорастать и может после радиационной обработки сохраняться в течение года.

КОНСЕРВИРОВАНИЕ пищевых продуктов (лат. conservare хранить, сохранять) - обработка пищевых продуктов, предохраняющая их от порчи и обеспечивающая длительную сохранность.

При К. используются методы, обеспечивающие гибель микроорганизмов, либо переводящие их в состояние анабиоза. Под влиянием К. подавляется и деятельность ферментов микроорганизмов. К. позволяет создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов (см.), перемещать их на дальние расстояния вне зависимости от климатических условий и обеспечить необходимый ассортимент продуктов питания на протяжении всего года.

Технический прогресс в технологии К. позволил внедрить в практику методы, обеспечивающие высокую устойчивость продуктов питания при длительном хранении с сохранением их пищевых, вкусовых и биол, свойств.

Классификация методов К. представлена в таблице.

Таблица. Классификация методов консервирования пищевых продуктов

Методы консервирования	Консервирующий фактор, положенный в основу метода
Термический:
стерилизация	Высокая температура
пастеризация	Высокая температура
охлаждение	Низкая температура
замораживание	Низкая температура
Обезвоживание:
естественная сушка, вяление, искусственная сушка (камерная)	Сушка при обычном атмосферном давлении
вакуумная сушка	Сушка в условиях: вакуума
лиофилизации, или сублимационная сушка	Сушка в условиях вакуума после замораживания
	Повышение осмотического давления
Консервирование сахаром
Маринование	Повышение концентрации водородных ионов
Квашение
Консервирование с помощью антисептических средств и антибиотиков	Химические консерванты
Копчение	Сочетанное действие химических и физических факторов
Презервирование

Термический метод используется наиболее широко. Этот метод К. основан на отмирании различных видов микроорганизмов под влиянием температурного воздействия. Вегетативные формы микроорганизмов в основном инактивируются при t° 60-70° в течение 1 -10 мин., за исключением термофильных бактерий, способных выживать при t 80°. Устойчивостью к высокой температуре отличаются споры, для инактивации которых требуется нагревание выше 100° при экспозиции от 30 мин. до 2-3 час.

Библиография: Гигиена питания, под ред. К. С. Петровского, т. 1, М., 1971; Л о б а-н о в Д. И. Технология производства продуктов общественного питания, М., 1967; Петровский К. С. Гигиена питания, М., 1975; Товароведение пищевых продуктов, под ред. Ф. В. Церевитинова, т. 2, 4, М., 1949.

К. С. Петровский.

При хранении продуктов таких как мясо и мясопродукты, рыба и морепродукты, молоко и молочные продукты, свежие плоды и овощи требуются специальные условия. В противном случае они теряют свои первоначальные качества: вкус, запах, консистенцию и цвет.

Эти продукты являются скоропортящимися, т.к. содержащаяся в них вода и органических соединения создают благоприятные условия для развития и жизнедеятельности различных микроорганизмов и ферментов. Микроорганизмы и ферменты вызывают разложение белков, гидролиз жиров, глубокие превращения углеводов и другие изменения.

Необратимые процессы в продуктах происходят:

При воздействии кислорода воздуха и солнечных лучей;

Вследствие чрезмерно низкой или очень высокой влажности воздуха;

Вследствие биохимических процессов (деятельность тканевых ферментов);

Под влиянием микробиологического фактора и др.

Для сохранения продуктов (сырья) применяют различные способы консервирования, которые исключают или снижают воздействие перечисленных факторов. Их подразделяют на физические, физико-химические, химические, биохимические и комбинированные.

Физические способы консервированияоснованы на использовании высоких и низких температур, ионизирующих излучений, ультрафиолетовых лучей, ультразвука и фильтрации.

Физико-химические способы включают сушку, соление и использование сахара.

Химические способы консервирования основаны на применении химических веществ, которые практически безвредны для человека и не изменяют вкус, цвет и запах продукта.

Биохимические способы консервирования основаны на подавляющем действии молочной кислоты, образующейся в результате сбраживания сахаров продукта молочнокислыми бактериями.

Комбинированные способы консервирования основаны на использовании дополнительно к основному виду обработки других видов консервирования (например, соление и копчение, как горячее так и холодное; хранение плодов с применением холода и специальных газовых сред и др.). В последнее время все шире стали применять различные консерванты: этиловый спирт, уксусная, сернистая, бензойная, сорбиновая кислоты и некоторые их соли, борная кислота, уротропин, отдельные антибиотики, озон, углекислый газ и ряд других.

Проф. Никитинским Я.Я. применяемые на практике способы консервирования сгруппированы по следующим принципам - биозу, анабиозу, ценоанабиозу и абиозу.

Биоз - поддержание естественных жизненных процессов в продуктах. Этот принцип используют, например, при хранении плодов и овощей, транспортировании и реализации живой рыбы.

Анабиоз - замедление, подавление жизнедеятельности микроорганизмов и активности ферментов. Это осуществляется при тепловой и холодильной обработке, сушении и вялении, мариновании, консервировании в сахарном сиропе и др..

Ценоанабиоз - подавление жизнедеятельности вредной микрофлоры продуктами жизнедеятельности полезной микрофлоры. Например, квашение, молочнокислое и спиртовое брожение при производстве и хранении кисломолочных продуктов.

Абиоз - полное прекращение жизнедеятельности микроорганизмов и микрофлоры в продуктах. Например, высокотемпературная обработка (стерилизация), применение лучистой энергии, токов высокой и сверхвысокой частоты, антибиотиков, антисептиков и др.

Таким образом, основной задачей, которую решает консервирование пищевых продуктов, является ограничение или устранение разрушительного действия микроорганизмов и ферментов.

При выборе способа консервирования, кроме основной цели (торможение нежелательных процессов), стремятся добиться максимальной сохранности продукта, а также экономичности процесса.

Следовательно, лучшим способом консервирования является тот, который позволяет более длительное время хранить продукт с наименьшими потерями пищевой ценности и массы. Этим требованиям отвечает применение искусственного холода.

Консервирование с использованием холода приводит к замедлению реакций как естественно протекающих в продуктах (автолиз мяса, дыхание и созревание плодов), так и вызываемых деятельностью микроорганизмов.

В зависимости от решаемых задач продукты подвергаются разной глубине холодильной обработки (охлаждение, переохлаждение, подмораживание, замораживание, домораживание), а для восстановления натуральных свойств к продукту подводится теплота (отепление, размораживание).

Наиболее эффективное использование холодильного консервирования обеспечивается при соблюдении единой непрерывной холодильной цепи на протяжении всего пути продукта от производства до потребителя.

Вопросы для самопроверки

1 Что вызывает порчу продуктов?

2 Какие способы консервирования вам известны?

3 Назовите принципы консервирования.

Влияние низких температур на микрофлору

И качество продуктов

Микроорганизмы по отношению к температурным условиям различают на три группы: термофилы, мезофилы и психрофилы.

Термофилы - микроорганизмы, развиваются при температурах 20…80°С; мезофилы живут при 5…57°С, а психрофилы способны расти при относительно низких температурах +10…-10°С.

Психрофильные бактерии активно размножаются на продуктах с небольшой кислотностью - на мясе, рыбе, некислых молочных и овощных продуктах при температуре -5…-8°С.

Большинство плесеней является психрофильными, они довольно активно развиваются на замороженных продуктах. Отдельные виды плесеней прекращают размножение лишь при температуре -8… -10°С.

Микроорганизмы бывают чувствительными, умеренно устойчивыми и нечувствительными к отрицательной температуре. Особенно чувствительны к низким температурам вегетативные клетки плесневых грибов и дрожжей. Наиболее устойчивы почвенные бактерии. Споры плесневых грибов проявляют умеренную устойчивость.

Устойчивость микроорганизмов к действию отрицательных температур зависит от трех факторов: температуры, скорости ее понижения и времени воздействия. Действие отрицательных температур на микроорганизмы проявляется в изменении состояния воды в микробной клетке. Максимальное повреждающее действие оказывает внутриклеточное образование льда. Это приводит к повышению концентрации внутри- и внеклеточных растворов, что ведет к денатурации белков и нарушению барьеров проницаемости.

Однако повреждение микроорганизмов холодом может происходить и без образования льда. Гибель бактериальных клеток в результате холодового шока происходит при очень быстром охлаждении из-за низкого осмотического давления. При этом губительное действие низких температур связано с нарушением нуклеиновых кислот и целостности липидных мембран.

Устойчивость микроорганизмов к отрицательным температурам зависит и от продолжительности воздействия холода. В начале замораживания число бактериальных клеток быстро уменьшается, затем гибель микроорганизмов замедляется, и, наконец, остаются устойчивые к низким температурам клетки, количество которых зависит от условий замораживания, индивидуальной устойчивости вида микробов.

Возможно развитие микроорганизмов при температуре выше -10°С и это может привести к снижению качества хранящегося продукта и даже к его порче. Так, при длительном хранении мороженого мяса при температуре выше -8°С могут развиваться плесневые грибы. Они появляются отдельными колониями, которые впоследствии увеличиваются и уплотняются. Мицелий гриба проникает в толщу мяса, и начинается спороношение. На поверхности продукта появляются белые, серые или черные пятна, в толще мяса накапливаются продукты жизнедеятельности плесеней, по­является затхлый запах. Аналогично протекают эти процессы при хра­нении мороженой рыбы и других продуктов.

В замороженных ягодах или фруктово-ягодных соках, хранящихся при температуре выше -8°С, образуется продукт жизнедеятельности дрожжей - спирт.

Воздействие низких температур на клетки тканей организмов приводит к нарушению обмена веществ. Данный эффект получил название "температурный шок". В результате нарушения динамического равновесия биохимических процессов в клетках накапливаются промежуточные, зачастую токсичные, продукты обмена веществ.

Если процесс охлаждения проводится быстро, то может наступить гибель биологического объекта. При постепенном снижении температуры организм может адаптироваться, т.е. приспособиться к изменяющимся условиям, и в этом случае выжить.

При охлаждении биологических объектов ниже температур, при которых происходит превращение воды в лед, основную роль начинают играть повреждающие факторы процесса кристаллообразования. Механика кристаллообразования тесно связана с условиями проведения процесса замораживания, что оказывает различное воздействие на состояние замораживаемого объекта, его качество.

Из-за механического воздействия кристаллов льда на клетки происходит нарушение их оболочки. Разрастание кристаллов льда в межклеточном пространстве уменьшаются размеры клетки, вызывает сжатие и образование складок в оболочке, повреждение протоплазмы.

При постепенном понижении температуры сначала кристаллы льда образуются в межклеточной жидкости. Концентрация растворенных веществ в ней вследствие вымерзания воды начинает увеличиваться. Возникает разность между концентрациями растворов в межклеточном пространстве и внутри клеток, что приводит к перемещению влаги из клеток к кристаллам в межклеточном пространстве. Таким образом, увеличиваются кристаллы снаружи клеток и обезвоживается их содержимое. В дальнейшем процесс кристаллизации начинается и в самих клетках. При оттаивании рассмотренные явления развиваются в обратной последовательности.

В случае быстрого понижения температуры биологических объектов кристаллизация будет происходить одновременно внутри клеток и в окружающей их межклеточной жидкости.

В процессе хранения, особенно в условиях нестабильного температурного режима, наблюдается перекристаллизация- увеличение размеров кристаллов.

Повреждающим фактором является повышение концентрации минеральных солей (электролитов) в незамерзшей части клетки. Повышение концентрации солевых растворов ведет к росту осмотического давления в клетках, что вызывает такое явление как "осмотический шок".

Многие биологические объекты лучше сохраняются при быстром и сверхбыстром замораживании, т.к. остается меньше времени для воздействия солевых растворов на структуру белков молекул живых клеток.

Степень повреждающего действия низких температур зависит от места образования кристаллов льда в клетках и тканях биологических объектов. Так, при внутриклеточной кристаллизации интенсивно разрушаются элементы протоплазмы. При замораживании растительных организмов образование льда внутри клеток всегда приводит к их гибели. Подавляющее большинство клеток животного организма также не выдерживает внутриклеточного льдообразования.

Сохранение жизнеспособности биологических объектов при их сверхбыстром замораживании обусловлено витрификацией (стеклообразованием) воды в протоплазме клеток Витрификация представляет собой глубокое переохлаждение жидкости, при котором в ней отсутствует кристаллическая решетка.

В ходе процессов витрификациии и последующей девитрификации (расстекловании) при быстром отеплении не происходит перегруппировка молекул воды, что способствует сохранению тонкой структуры протоплазмы клеток.

Благодаря использованию защитных веществ (глицерин, сахарный сироп, полиэтиленоксид и др.) при замораживании возможно применение очень высоких скоростей замораживания.

Вопросы для самопроверки

1 Какие группы микроорганизмов вам известны?

2 Назовите температурные условия их жизнедеятельности.

3 Какое воздействие оказывают низкие температуры на клетки, ткани и организмы?

Способы консервирования

При консервировании в домашних условиях наиболее легко осуществимы и находят преимущественное применение следующие способы консервирования.

1. Стерилизация. При этом способе консервирования микроорганизмы погибают, а ферменты разрушаются в результате прогревания пищевых продуктов, помещенных в герметически укупоренные банки. Стерилизацию обычно проводят при температуре 100–120 °C. Сырье заливают водой или другой заливкой.

2. Варка плодов с сахаром. При варке сладких плодов получается продукт с высокой концентрацией сахара - 60–65 % и выше (варенье, джем, повидло и др.).

3. Выпаривание (концентрирование). Этим способом перерабатывают плодовые и овощные соки или пюреобразные массы. Сок (пюре) нагревают для удаления значительной части содержащейся в нем воды. Концентрированные продукты также являются неблагоприятной средой для развития микроорганизмов. Таким способом приготовляют повидло, овощные пюре и другие продукты.

4. Засолка и квашение. Этот способ сохранения плодов и овощей основан на создании условий, при которых протекает брожение с образованием молочной кислоты.

5. Сушка. При этом способе из продукта удаляется большая часть содержащейся в нем воды. Сушеные продукты представляют собой неподходящую среду для развития микроорганизмов вследствие низкого содержания влаги.

Из книги Домашние заготовки (консервирование без соли и сахара) автора

Тара для консервирования Для консервирования плодов и овощей в домашних условиях обычно используют стеклянную тару. Отдельные продукты можно консервировать в бочках или бутылях, но в этом случае трудно обеспечить герметичность при укупорке.Для того чтобы продукты не

Из книги Соленья и маринады к праздничному столу автора Бойко Елена Анатольевна

Технология консервирования Сортировка Предназначенные для приготовления солений и маринадов овощи, фрукты, ягоды, зелень и грибы следует сортировать по качеству, степени зрелости и величине.При сортировке необходимо удалить листья, веточки и прочее, а также

Из книги Хранение и переработка овощей автора Козлова Валентина Филипповна

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ В результате сбраживания сахаров молочнокислыми бактериями образуется молочная кислота, являющаяся естественным консервантом. Микробиологические способы консервирования овощей основаны как раз на использовании

Из книги Консервирование для лентяек автора Калинина Алина

Основные способы консервирования продуктов Существует несколько способов консервирования пищевых продуктов: сушка, соление, квашение, маринование, варка с сахаром, охлаждение, замораживание, стерилизация и др.Сушка является одним из давно известных способов

Из книги Блюда из консервированных и замороженных продуктов автора рецептов Сборник

Тара для консервирования Для консервирования плодов и овощей в домашних условиях обычно применяют стеклянную тару (банки). Отдельные продукты можно консервировать в бочках и бутылях, но в этом случае трудно обеспечить герметичность при укупорке.Банки для

Из книги Консервирование. 60 рецептов, которые вы еще не знаете автора Савкова Раиса

Из истории консервирования Человечество с давних времен билось над тем, как продлить срок хранения еды. Продукты сушили, вялили, коптили и обрабатывали натуральными консервантами: солью, сахаром, оливковым маслом, уксусом.Первые консервы, изготовленные человеком, были

Из книги Быстрое консервирование автора Боровская Элга

Виды консервирования ПастеризацияОдин из самых совершенных способов консервирования – пастеризация. Дело в том, что в процессе нагревания температура жидкости не достигает 100°С и благодаря этому основная часть витаминов и микроэлементов в продуктах сохраняется.

Из книги Домашние соусы. Кетчуп, аджика и другие автора Доброва Елена Владимировна

Тара и оборудование для консервирования К сезону консервирования хозяйки должны тщательно подготовиться. В конце лета, когда ваша кухня превращается в домашний консервный цех, нужно оснастить ее специальным оборудованием, инвентарем, тарой, измерительными

Из книги Русская кухня автора Ковалев Николай Иванович

Способы домашнего консервирования Чтобы предохранить пищевые продукты от порчи, люди давным-давно разработали способы их сохранения (консервирования) путем сушки, копчения, соления и квашения, маринования, а впоследствии – охлаждения и замораживания, консервирования с

Из книги Большая энциклопедия консервирования автора Семикова Надежда Александровна

Выбор посуды для консервирования При приготовлении консервов используются стеклянные банки, которые предварительно тщательно моют мыльным раствором, хорошо споласкивают под струей проточной воды и сушат. Для жидких соусов целесообразным будет взять бутыли.Для

Из книги Энциклопедия домоводства автора Поливалина Любовь Александровна

Из книги Заготовки и соленья автора Кизима Галина Александровна

Из книги автора

Способы сохранения и консервирования мяса диких животных Всем, кто увлекается охотой, нужно знать, как сохранить добытую дичь в свежем виде до приготовления в пищу или консервирования и уметь подготовить мясо для длительного хранения.Первое и необходимое условие

Из книги автора

Способы сохранения и консервирования мяса дикой птицы Птицу, добытую на охоте, следует оправить и подвесить за голову до остывания, поэтому тушки птиц не кладут в охотничьи сумки, а подвешивают к ним.Необходимо как можно раньше удалить из тушки с помощью пальца или

Из книги автора

Посуда для консервирования Бочки и кадкиЭто самая удобная тара для соления, квашения, маринования овощей и плодов, хранения вин. В нихтак же можно мыть сырье и вымачивать.Бочка – деревянное или металлическое цилиндрическое вместилище с двумя днищами и выгнутыми боками.