Технология пищевых производств

КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ КОНСЕРВИРОВАНИЯ

Существует множество способов консервирования и воздей­ствия разнообразных факторов на продукт. В основе классифи­кации и этих способов лежат следующие принципы, предложен­ные Я. Я - Никитским: биоза, анабиоза и абиоза.

1. Первый принцип — биоза — основан на поддержании жиз­ненных процессов, происходящих в сырье и препятствующих раз­витию микроорганизмов. Этот принцип является основой для хранения свежих плодов, ягод и овощей.

Известно, что естественный иммунитет против различного рода заболеваний определяет сопротивляемость растений к дей­ствию микроорганизмов, следовательно, предотвращает порчу и удлиняет сроки их хранения. Иммунные сорта обладают спо­собностью вырабатывать вещества определенного химического состава, предотвращая развитие основных возбудителей порчи растения. Такие сорта полностью невосприимчивы к специфиче­ским возбудителям порчи данного вида плодов или овощей.

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

2. Второй принцип — анабиоза — основан на подавлении жиз­недеятельности микроорганизмов под воздействием различных физических или химических факторов. Примером использования этого принципа является хранение сочного растительного сырья в регулируемой газовой среде, где количество кислорода значи­тельно понижено, а количество диоксида углерода повышено (по сравнению с содержанием в атмосфере воздуха). В газовой сре­де кроме С02 могут содержаться другие инертные газы (оксид углерода, азот).

При этом способе хранения замедляются все биологические процессы, протекающие в живом организме. Свежие плоды, яго­ды и овощи не перезревают, ткани их не размягчаются, резко подавлены жизненные функции развивающихся на них микро­организмов. Хранение растительного сырья в регулируемой газо­вой среде — перспективный способ хранения, открывающий большие возможности для сокращения потерь. Для его ис­пользования нужно хорошее техническое оснащение для строго­го контроля газовой среды и обоснованный выбор состава газо­вой среды.

Примером анабиоза является хранение растительного сырья при пониженной температуре. Микроорганизмы в этих условиях не развиваются. Однако существуют микроорганизмы, хорошо развивающиеся при низких температурах (психрофилы). Кро­ме того, некоторые плоды при пониженных температурах за­болевают, в их тканях появляются физиологические расстройст­ва, и они легче поражаются микроорганизмами. Учитывая оба фактора, приходится иногда в качестве оптимальной использо­вать температуру выше критической. Например, некоторые сорта яблок желательно хранить при температурах 5—10 °С, цитру­совые— при 3—7 СС. Необходимо различать понятия охлажде­ние и замораживание. При замораживании происходит образо­вание кристаллов льда в растительных тканях, что недопустимо при хранении свежих плодов, ягод и овощей.

К анабиозу условно можно отнести хранение пищевых про­дуктов при высоком осмотическом давлении, в высушенном со­стоянии, а также квашение и маринование.

При высоких концентрациях веществ, обусловливающих ос­мотическое давление в среде сахара или соли, происходит плаз­молиз (разрыв) клеток микроорганизмов. Они впадают в ана­биотическое состояние, теряют способность размножаться и вы­зывать порчу пищевых продуктов. Чтобы вызвать стойкий плаз­молиз микроорганизмов, концентрация сахара в пищевых про­дуктах должна быть 60—70%, соли—10—12%. Полной гаран­тии долгосрочного хранения таких продуктов тем не менее нет, поэтому их иногда подвергают тепловой обработке (например пастеризация варенья).

При сушке из пищевых продуктов удаляется определенное количество влаги. Это препятствует развитию микроорганизмов, поскольку при влажности 8—25% жизнедеятельность микроор­ганизмов невозможна или затруднена. В теории консервирова­ния широко используется понятие «активность воды» — это та равновесная влажность, при которой в продукте микроорганиз­мы не развиваются. Достигнув ее, можно удлинить сроки хране­ния продуктов.

Принцип анабиоза применительно к сушке является услов­ным, так как при ней происходит не частичное подавление жиз­недеятельности растительного сырья, а полное. Изменения в продукте при подготовке и в процессе сушки столь глубоки, что і продукт теряет жизнеспособность. То же можно сказать и о пи - : щевых продуктах, консервированных в концентрированных рас - : творах сахара или соли.

При квашении свойства продукта также меняются, он стано­вится качественно другим (например, свежая капуста и кваше­ная), но жизнедеятельность его сохраняется. Активные биохи­мические процессы, протекающие в субстрате сырья (сахара), и наличие ферментов микроорганизмов, присутствующих на сырье (дрожжей и молочнокислых бактерий), позволяют накопить в продукте собственные консерванты — молочную кислоту и спирт. Они подавляют жизнедеятельность нежелательной микрофлоры, прежде всего гнилостной, а также вызывающей маслянокислое и уксуснокислое брожение. Таким образом, и этот способ только косвенно можно отнести к принципу анабиоза.

3. Третий принцип—абиоза — основан на полном прекраще­нии жизнедеятельности микроорганизмов и жизненных процес­сов в растительном сырье. Это все способы воздействия, при ко­торых полностью погибают микроорганизмы в результате необ­ратимых изменений, возникающих в их тканях (высокие темпе­ратуры, электрический ток, ультразвук, высокие дозы ионизи­рующей радиации, обработка антисептиками и т. д.).

Стерилизующий эффект вызывает значительные изменения и в растительном сырье, ухудшая часто его цвет, вкус, аромат и снижая пищевую ценность. Поэтому разработка режимов стери­лизации должна преследовать и другую, не менее важную зада­чу— сохранить качество консервированного продукта. Таким требованиям удовлетворяет асептический способ консервирова­ния с помощью высоких температур. Он заключается в том, что продукт перед фасовкой стерилизуют путем кратковременного нагревания при высокой температуре (несколько секунд или минут при 130—160 °С) и фасуют в стерильную тару в стериль­ных условиях. Кратковременное тепловое воздействие способст­вует сохранению качества продукта. Перспективными являются комбинированные способы обработки продуктов, позволяющие уменьшить нежелательное длительное действие высоких темпе­ратур или, например, высоких доз ионизирующей радиации.

Смягчить режимы стерилизации можно используя предвари­тельные способы обработки сырья, даже такие простые, как

Мойка, непродолжительная обработка паром или кипящей во­дой, обработка антисептиками и т, д.

При тепловом способе стерилизации, широко используемом в пищевой промышленности, консервы подвергают обработке па­ром или водой при температуре 75—120 °С. Под действием этих температур инактивируются ферменты пищевых продуктов, по­гибают микроорганизмы в результате коагуляции белков под действием высоких температур.

Большое значение при выборе доз (режимов) стерилизации имеет активная кислотность продукта. В консервах, приготов­ленных из пищевых продуктов, рН которых выше 4,2 (овощные, рыбные, мясные), развиваются термоустойчивые микроорганиз­мы, хорошо переносящие анаэробные условия. Наиболее опасны­ми из них являются возбудители ботулизма разных типов. Та­кие консервы всегда стерилизуют при температурах выше 100 °С и к ним предъявляются специальные требования. Если активная кислотность ниже 4,2 (например, кислые плодово-ягодные кон­сервы), то температура стерилизации может быть 100 °С и ниже. При таком рН снижается термоустойчивость многих микроорга­низмов и температуры 100 °С и ниже достаточно, чтобы пода­вить жизнедеятельность плесневых и дрожжевых грибов, .хо­рошо развивающихся в кислой среде.

Тепловая обработка консервов при температуре ниже 100 °С называется пастеризацией. Пастеризация в основном применя­ется для обработки продуктов с высокой кислотностью.

Применение токов высокой и сверхвысокой частоты (ВЧ и СВЧ) является одним из вариантов тепловой стерилизации про­дуктов. Пищевой продукт в электромагнитном поле поглощает электрическую энергию, преобразуя ее в тепловую. Скорость на­гревания пищевого продукта в поле ВЧ или СВЧ значительно выше и вычисляется не десятками минут, а минутами или се­кундами, Это позволяет в значительной мере сохранить качество продукта.

Определенный интерес представляет радиационный способ стерилизации пищевых продуктов — радаппертизация. Характер­ной особенностью способа является использование способности ионизирующих излучений р - и рентгеновских лучей, ускорен­ных электронов) превращать атомы и молекулы веществ в элек­трически заряженные частицы — ионы. Поглощение вещества­ми даже больших доз ионизирующих излучений не вызывает по­вышения температуры, поэтому радиационный способ обработ­ки называют холодным способом стерилизации. К сожалению, дозы ионизирующих излучений для стерилизации столь велики, что вызывают глубокие изменения в пищевых продуктах, и их можно использовать лишь в сочетании с другими способами об­работки (тепло, холод, консервирующие средства, антибио­тики).

К принципу абиоза можно отнести и обработку пищевых продуктов антисептиками. Это химические вещества, вызываю­щие глубокие изменения в клетках микроорганизмов, приводящие к их гибели. Антисептик можно считатьндеальиым, если он, буду­чи ядовитым для микроорганизмов, не оказывает действия на клетки тканей пищевого продукта; не вступает в реакцию с ком­понентами пищевых продуктов; легко удаляется из продукта при обработке и имеет широкий спектр действия на микроорганиз­мы. Антисептика, удовлетворяющего всем требованиям, не су­ществует.

В качестве антисептика используется сернистый ангидрид (SO2). Он ядовит, придает продукту специфический запах, всту­пает в реакцию с красящими веществами плодов, ягод и овощей и с сахарами, вызывает коррозию оборудования. Однако пра­вильное использование S02 дает возможность его широкого применения в промышленности. Он быстро улетучивается при нагревании продукта, после десульфитации сахара высвобожда­ются, цвет продукта восстанавливается; S02 имеет широкий спектр действия. Успешно используется в промышленности сор - биновая кислота и ее соли. Она безвредна, не имеет посторон­него привкуса и запаха, оказывает консервирующее действие в малых концентрациях. Но применение ее строго ограничено, по­скольку она вызывает повышение кислотности продукта.

Таким образом, можно сделать вывод, что существуют пять факторов воздействия на пищевые продукты: физические (на­гревание, сушка, ионизирующая радиация, электрические токи и т. д.), химические (антисептики), физико-химические (вещест­ва. создающие осмотическое давление), биохимические (кваше­ние, соление) и комбинированные (например, нагревание и кон­сервирующие средства).