Консервированные продукты. Консервирование товаров Консервированные пищевые продукты
Современная технология консервирования основана на методах обработки, с помощью которых можно направлено влиять на микрофлору, активность ферментов и развитие физико-химических процессов в пищевых продуктах.
Консервированием называется способ обработки пищевых продуктов, предохраняющий их от порчи прежде всего микробиологической, и позволяющий удлинить сроки их хранения. Несмотря на множество способов консервирования и разнообразия факторов воздействия на продукт, классической остается классификация Я.Я. Никитского, предложившего принципы, на которых основано большинство способов консервирования.
Первый принцип - поддержание жизненных процессов, происходящих в сырье и препятствующих развитию микроорганизмов. Принцип биоза - основа для хранения свежих плодов, ягод и овощей.
Второй принцип - подавление жизнедеятельности микроорганизмов воздействием различных физических и химических факторов.
Принцип анабиоза основан на том, что подавляются (но не полностью) жизненные функции, как микроорганизмов, так и подвергнутых обработке продуктов. Классическим примером анабиоза можно назвать способ хранения растительного сырья в условиях пониженных температур, позволяющих задержать жизненные функции продукта и развитие на нем микроорганизмов.
К принципу анабиоза можно отнести и способ хранения пищевых продуктов при высоком осмотическом давлении (при больших концентрациях в среде сахара или соли жизнедеятельность микроорганизмов замедляется или прекращается), в высушенном состоянии.
Третий принцип - прекращение жизнедеятельности микроорганизмов и жизненных процессов в растительном сырье.
К этому процессу относят все способы воздействия, при которых полностью погибают микроорганизмы за счет необратимых изменений, возникающих в их тканях. Такие изменения происходят в микроорганизмах под действием высоких температур, электрических токов, ультразвука, высоких доз ионизирующей радиации и т. д. Стерилизующий эффект, который достигается, как правило, при жестких режимах обработки, вызывает значительные изменения и в растительном сырье, часто ухудшая его вкус, цвет, аромат и снижая пищевую ценность. Поэтому разработка режимов стерилизации должна преследовать и другую, не менее важную задачу - сохранить качество консервированного продукта.
Виды консервирования пищевых продуктов. В настоящее время существуют следующие виды консервирования пищевых продуктов: засолка и квашение, маринование, варка с сахаром, замораживание и высушивание (в т.ч. сублимационная сушка), консервирование нагреванием и применение дыма (холодное и горячее копчение).
Известно, что мясо, молоко, рыба, овощи, плоды и другие продукты не могут долго сохраняться в свежем виде. Порча их связана с жизнедеятельностью микроорганизмов (бактерий, плесеней, дрожжей) и действием собственных ферментов. Изменения, вызываемые микроорганизмами или ферментами, делают пищевые продукты несъедобными, а в ряде случаев даже опасными для здоровья человека.
Микроорганизмы развиваются при определенных условиях. Они, например, не могут жить без воды, так как используют пищевые вещества лишь в растворенном виде. Многие из них хорошо развиваются при температуре 20 - 40°С. При понижении температуры жизнедеятельность микроорганизмов ослабевает, но даже при очень низких температурах они не погибают, а только временно прекращают свою жизнедеятельность. При нагревании до 80 - 100°С большинство из них погибает. Некоторые бактерии образуют споры, из которых в нормальных условиях вновь могут развиться бактерии. Микроорганизмы плохо развиваются в растворах солей и кислот. Эти же факторы затрудняют действие ферментов, находящихся в пищевых продуктах.
Создавая неблагоприятные условия для микроорганизмов и ферментов, мы тем самым консервируем продукты, т. е. предотвращаем их порчу при хранении.
Одним из способов консервирования - солнечная сушка или огневая. Соление и квашение, как более сложные методы консервирования, появились позднее.
Консервировать пищевые продукты в герметической таре действием высокой температуры начали около 150 лет тому назад. Теперь известно много способов консервирования. Простейшие из них - засолка и квашение, маринование, варка с сахаром.
Для консервирования применяют физические и химические методы. На практике их оценивают по максимальной увеличенной продолжительности хранения пищевых продуктов, минимальное изменение органолептических и диетических свойств, низкой стоимости, отсутствия противопоказаний, санитарно-гигиеническая характеристика.
Применяются искусственные холода: производится высокоинтенсивное охлаждение - 1) вакуумное охлаждение (петрушка, фрукты, ягоды); 2) переохлаждение. Замораживание жидким азотом и фреоном, замораживание на воздухе при температуре -50 0 С и скорости движения воздуха до 10-12 м/с. Хранение осуществляется при температуре менее -30 0 С. Однако жидкий азот может разрушать структуру продукта (появляются трещины).
Замораживание успешно применяется, не только для плодов, но и для мяса, рыбы, молока и даже готовых блюд.
Засолка и квашение применяются для продуктов животного и растительного происхождения. Продукты пересыпают солью, замачивают в тузлуке, заливают рассолом и подвергают действию молочнокислых микробов, попадающих из воздуха иливносимыхсо специальными заквасками. Молочнокислые бактерии перерабатывают сахар плодов и овощей в молочную кислоту. Накапливаясь, она создает неблагоприятные условия для развития гнилостных микроорганизмов, благодаря чему продукт может долго сохраняться.
Засолка свиного сала (шпиг). Свиное сало режут на большие, по возможности равные куски, натирают солью (на 1 кг сала 150 г соли), кладут в чистые, проложенные пергаментной бумагой ящики или другую тару ровными рядами. Каждый ряд пересыпают солью (равномерно по всему салу). По желанию соль можно смещать с мелко рубленым чесноком. Засоленное сало следует хранить в сухом прохладном помещении.
Засолка мяса. Говяжье мясо разрубают на куски весом 1,5 - 2 кг, натирают солью (на 1 кг говядины 120 г соли, 5 г селитры и 10 г сахара), плотно укладывают в кадки и выдерживают в течение 6–8 дней в холодном помещении. Затем заливают отваром.
Для приготовления отвара в кипящую воду (на 1 кг мяса берут 1 л воды), кладут гвоздики, корицы и черного перца по 0,2 г, лаврового листа 0,1 г, дают прокипеть, а затем охлаждают. Этим отваром заливают подготовленную солонину так, чтобы она полностью была покрыта рассолом (соль размешивают). Через 8…10 дней солонина готова к употреблению. Хранить солонину следует в рассоле в охлаждаемом помещении.
Солонина, приготовленная таким способом, может быть использована как холодная закуска, а также для щей, борщей, рассольников и вторых отварных блюд.
Таким же способом и по такой же рецептуре можно засолить говяжьи языки. При засолке мелких языков сроки засола сокращаются.
Приготовление ветчины. Для приготовления ветчины окорока и лопатки тщательно зачистить от излишков костей, жира и бахромок мяса. Подготовленные мясопродукты натереть с внутренней и наружной сторон солью, смешанной с химически чистой натриевой селитрой и сахаром, из расчета на 1 кг свинины 100 г соли, 5 г селитры и 10 г сахара, положить в кадку кожей вниз и оставить в холодном помещении в течение 10 - 12 дней. Затем залить отваром.
Для приготовления отвара в кипящую воду (1 л воды на 1 кг свинины) надо положить по 0,3 г гвоздики и корицы, по 0,2 г душистого перца и лаврового листа и вскипятить. Отвар остудить и залить им подготовленную свинину, так, чтобы она полностью была покрыта рассолом. Соль тщательно размешивают. Свинину оставляют в рассоле на 15 - 20 дней (в зависимости от величины окороков), после чего подвешивают в хорошо проветриваемом сухом холодном помещении.
Готовые окорока варят при легком кипении 4,5 - 5 ч либо запекают в духовом шкафу или печи. Перед запеканием ветчину надо обмазать густым тестом, приготовленным из ржаной муки и воды.
Маринование основанона добавлении к мясу, рыбе, плодам и овощам готовой уксусной кислоты, которая также подавляет развитие гнилостных микробов.
Варка с сахаром применяется почти исключительно для консервирования ягод и фруктов. При соотношении их и сахара 1:1 получается варенье, содержащее 60 - 65% сахара. При такой концентрации его микроорганизмы не могут развиваться, поэтому варенье может храниться длительное время без порчи.
Сушка, копчение, вяление, консервирование с помощью кислот, солей и сахара, использование регулируемых газов среды (углекислый газ), консервирование с использованием антисептиков (сернистый газ, бензойнокислый натрий) – наиболее распространенные способы консервирования пищевых продуктов.
При высушивании создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов и действия ферментов. При значительном удалении влаги (влажность сухого мяса и молока 3 - 5%) продукты становятся гигроскопичными и могут легко поглощать влагу из воздуха, поэтому их лучше хранить в герметичной таре. Сушеные плоды и ягоды хорошо сохраняются при более высокой влажности.
Копчение и вяление. Коптят продукты в специальных камерах в потоке коптильного дыма, который поступает либо из топки, либо из специального генератора. Использование генераторов дает лучший эффект, так как позволяет регулировать количество дыма, его состав и скорость движения.
При копчении используют опилки, стружки и поленья. Лучше всего применять стружки и крупные опилки. Крупные опилки и стружки должны быть сухими. Дым, полученный из сухих стружек и опилок, обладает самыми оптимальными характеристиками с точки зрения процесса копчения. Оптимальная температура сжигания древесного сырья – 220 - 300 о С. При понижении температуры увеличивается выделение сажи, которая оседает на колбасах, окраска становится более темной, аромат и вкус ухудшаются. При повышении температуры ускоряются процессы окисления, вследствие чего образуются канцерогенные вещества.
Наилучшим сырьем в данном случае является древесина, плоды и ягоды можжевельника, которые придают изделиям очень пряный, острый специфический аромат. Широко используются также стружки и опилки лиственных пород, например, дуба, березы, клена, ясеня, бука, ореха, ольхи и др. Березу используют без коры, поскольку в обратном случае на поверхности колбас образуется сажа. Немного реже используют древесину абрикосовых и персиковых деревьев, каштан, тополь, иву.
Что касается вкуса и аромата, то, как уже указывалось, равных в этом отношении можжевельнику растений просто не существует. Неплохие вкус и аромат дает древесина дуба, бука, кедра, ореха, красного дерева, вишни. Менее выраженный аромат придает ясень, вяз, береза, тополь, а также некоторые другие растения. Слива и ольха дают очень тонкий и слабый вкус и аромат, то же можно сказать и о персиковом и абрикосовом дереве, хотя у последних аромат очень приятный. Очень специфические вкусовые качества придает копчение с использованием вереска или розмарина. Добавление к древесине лавра, тимьяна, шалфея или майорана придает колбасам немного парфюмерный привкус. Дым от сжигания деревьев хвойных пород придает колбасам резкий вкус и запах, напоминающий скипидар.
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цель работы: исследование процесса порчи продуктов
Понять причины порчи продуктов
Изучить с помощью литературы способы воздействия на причину(ы) порчи продуктов
Разобрать способы консервации продуктов
Исследовать действие различных консервантов в нетипичных условиях
Методы исследования: изучение литературы, эксперимент.
Предмет исследования: консервированные продукты
Объект исследования: ломтик овоща (огурца).
Актуальность: Почти все продукты в наше время в той или иной мере подвергаются консервированию. Просто мы этого не замечаем. Охлажденное или замороженное мясо и рыба, пастеризованное молоко, маринованные огурцы и многое другое - все это консервированные продукты. Без способов, которые замедли ли бы порчу продуктов, человечество бы не выжило. Ведь даже пещерные люди занимались сушением и вяление продуктов. А это тоже методы консервирования. Жизнь без пищи не возможна, а пища в современном мире консервируется.
История консервирования.
Такие способы, как вяление, копчение и сушка и нагревание появились еще у первобытных племен. Ведь они очень просты. Уже в Древнем Египте люди пользовались консервированием. Так в гробнице фараона Тутанхамона (около 1340-1322 г. до н.э.) был обнаружен сосуд с частями утки, залитых
оливковым маслом. В Древней Греции и Риме также консервировали продукты. Как правило, они были жидкими и их заливали в амфоры.
Горлышко амфоры запечатывали. Изобретение стекла дало больше возможностей для сохранения различных продуктов.
Толчком к созданию собственно консервов стал указ Наполеона Бонапарта о премии в 12000 франков тому, кто придумает, как сохранять продукты долгое время в свежем состоянии. Ведь огромную армию, славившуюся своими победами, нужно было чем-то кормить.
И находчивый французский повар Николя Франсуа Аппер в 1809г изготовил первые консервы. Его технология заключалась в том, чтобы сначала сильно нагреть пустую посуду (банку), а потом нагреть ту же банку, но уже с продуктами внутри. Эксперименты прошли удачно, и Аппер выиграл премию.
Последнее усовершенствование сделал англичанин Питер Дюран, запатентовавший свое изобретение - жестяные запаянные банки, прошедшие еще много усовершенствований до того, какими они выглядят теперь. (4)
II Основная часть
Консервирование - это обработка пищевых продуктов, позволяющая предотвратить их порчу при длительном хранении и сохранить при этом питательные и вкусовые свойства. Достигается это технической обработкой продуктов питания для угнетения жизнедеятельности портящих продукты микроорганизмов. (3) В более узком смысле этого слова «консервирование» - это помещение продуктов в стерилизованную тару с последующем заливанием маринадом.
Есть несколько способов консервирования: основанные на чисто физическом воздействии (сушка, заморозка и др.) и на биохимическом (квашение, маринование).
Особое внимание я уделю второму способу, но также расскажу и о первом.
Консервирование, основанное на физическом воздействии.
Это, конечно, самые древние способы, такие, как замораживание, сушка, копчение, вяление. Стерилизация и пастеризация хоть и были научно обоснованы только в 18 веке, появились гораздо раньше.
2.11 Пастеризация
Процесс, в результате которого бактерии погибают. Способ уничтожения вегетативных форм микроорганизмов в пищевых продуктах путем однократного непродолжительного их нагрева до температуры ниже 100°С. При этом споры микробов не погибают. Для наибольшего эффекта пастеризованные продукты выдерживают при нормальной температуре достаточное для развития спор время, после этого подвергают повторной пастеризации. (3, 6).
2.12 Стерилизация
Полное уничтожение всех видов микроорганизмов и их спор в продуктах. Стерилизация проводится при 100°С и выше
Пастеризация применяется в тех случаях, когда не требуется длительное хранение консервированных продуктов, а стерилизацию применяют для получения стойких в хранении продуктов. Обычно продукты с достаточно высоким содержанием кислоты подвергают пастеризации, а с малой кислотностью - стерилизации., так как кислота уже является консервантом.(6)
Консервирование, основанное на обезвоживании продуктов.
2.13 Сушка (высушивание)
Естественна сушка производится на открытом воздухе при естественном освещении без влияния человека на температуру, влажность воздуха и т.д. Используется как домашний способ консервирования продуктов в странах с подходящими климатическими условиями.
Искусственная сушка производится в специальных аппаратах (сушильных установках) с принудительным изменением факторов, влияющих на интенсивность процесса (температура, влажность, давление). Также популярна сублимированная сушка. Метод сублимированной сушки появился в ХХ веке. Продукты замораживаю и помещают в камеру, из которой вакуум-насосами откачивают почти весь находящийся там воздух. При давлении 1-1,5 мм.рт.ст. вода переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое. Происходит сублимация (возгонка). Постепенно из продукта выпаривается вся вода. При такой сушке продукты сохраняют свою форму и часто, размер. В таких продуктах лучше, чем при других видах сушки, сохраняются натуральные
качества продуктов - вкус, аромат, цвет, содержание витаминов. Обычно так сушат ягоды, фрукты, некоторые мясные и молочные продукты. (2)
2.14 Копчение
Вид тепловой обработки продукта, придающий аромат и оказывающий консервирующее действие. Продукты, подвергающиеся копчению, пропитываются бактериостатическими веществами коптильного дыма и частично обезвоживаются.
Различают холодное и горячее копчение.
При горячем копчении продукт обрабатывается дымом при температуре 45-120°С в течение нескольких часов. Это наиболее быстрый и простой способ обработки продуктов, появившийся на самой заре человечества и используемый в наши дни. Очень удобен в бытовых условиях.
При холодном копчении обработка ведется более холодным дымом 19-25°С в течение многих часов, а то и дней. Перед холодным копчением продукт обычно подвергают предварительной обработке, например, солению °C. (3)
2.15 Вяление
Процесс, родственный сушке и копчению одновременно. Так же, как и для копчения продуктов (рыба или мясо) вымачивают в растворе соли и специй.
Вяление происходит на открытом воздухе. Продукт подвешивают так, чтобы он обдувался ветром со всех сторон. В отличие от сушки, температура воздуха значения практически не имеет. Вялению подвергаются, как правило, сочные пищевые продукты, которые не могут высохнуть, а лишь способные «довести» в результате вяления свой сок до загустения. (3)
2.16 Замораживание
Процесс хранения продуктов при отрицательной температуре, обычно от -10 до -20°C. В процессе замораживания и при дальнейшем хранении от -10 до -20°C количество микроорганизмов постепенно уменьшается, особенно в кислой среде. (1)
Здесь я рассмотрю способы консервирования, основанные на биохимическом воздействии.
2.17 Квашение
Наиболее «богатый» на химические и биологические процессы вид консервирования
Принцип метода применяется для сохранения капусты, огурцов, помидоров и некоторых других овощей.
Принцип метода заключается в том, чтобы создать благоприятные условия для развития одних микроорганизмов - группы молочнокислых бактерий и подавить развитие других - вредных гнилостных бактерий. Продукты жизнедеятельности одних бактерий (в данном случае - молочная кислота) и побочные продукты подавляют развитие гнилостных бактерий и одновременно придают продукту полезные вкусовые и пищевые качества.
Пример применения способа
Капусту смешивают с солью в количестве 2-3% по отношению к массе перерабатываемой капусты. Под влиянием соли происходит плазмолиз клеток (мембраны клеток разрушаются, и из них выделяется клеточный сок, богатый сахарами и другими питательными веществами). В эту питательную среду и переходят различные микробы, находящиеся на капустных листьях: молочнокислые и гнилостные бактерии, дрожжи, плесневые грибы. Все они начинают размножаться, но при длительном хранении выживают только молочнокислые бактерии.
Брожение начинается при температуре 20-21°С и при отсутствии кислорода (банки, бочки для этого закрывают крышками). Комнатная температура и отсутствие кислорода - наиболее благоприятные условия для развития кисломолочных бактерий. При снижении температуры брожение замедляется, активируются вредные микроорганизмы.
Сначала происходит бурное размножение молочнокислых бактерий, сбраживающих сахара капустного сока с образованием молочной кислоты, углекислого газа, этилового спирта и небольшого количества уксусной кислоты. Когда содержание кислоты в капусте 0,7-1% на смену одному виду молочнокислых бактерий приходит другой вид (палочки лактобактериум плантариум). Эти бактерии в период дображивания и при хранении постепенно повышают кислотность до 1,5 -2% и становятся доминирующей культурой. Со временем отмирают и они, и остаются лишь наиболее устойчивые к кислоте клетки. Они выдерживают концентрацию ее до 2,5%. Молочная кислота подавляет жизнедеятельность гнилостных бактерий, но способствует развитию дрожжей. Дрожжи сбраживают сахара. А спирт взаимодействует с кислотами и образует эфиры, придающие специфический аромат и вкус капусте.
Процесс квашения примерно одинаков для всех овощей. Только соль можно добавлять в другой концентрации. (1)
Квашение, соление и мочение - различные названия одного и того же способа переработки плодов и овощей. Разница в названиях объясняется тем, что раньше капусту и свеклу заквашивали без соли (из-за ее дефицита) и называли такую обработку квашением, а все прочие овощи квасили с добавлением соли. Переработку ягод и плодов, достаточно кислых и в свежем виде, называли мочением. Это название сохранилось до сих пор. (2)
2.18 Маринование
При квашении консервирующее действие оказывает молочная кислота, постепенно накапливающаяся в продуктах благодаря жизнедеятельности молочных бактерий. В отличие от квашения при мариновании к овощам и плодам во время их подготовки добавляют необходимое количество другого консерванта - уксусной кислоты. В результате, микробы вообще не могут развиваться, и продукт оказывается законсервированным немедленно. Так как при мариновании никакого брожения не происходит, собственный сахар плодов и овощей остается неизрасходованным, и, следовательно, пищевая ценность маринованных продуктов несколько выше, чем квашенных.
Существуют слабокислые маринады и кислые маринады. Первые обладают хорошим, неострым вкусом, но хранить их нужно при низкой температуре. Вследствие слабой концентрации уксуса микробы в таких маринадах лишь частично подавлены. Некоторые наиболее стойкие виды могут развиваться (хотя и замедленно) и вызывать порчу продуктов. Поэтому хранить слабокислые маринованные продукты нужно при низкой температуре. Или закатывать в стеклянные консервные бутылки и стерилизовать, чтобы уничтожить уже ослабленные действием уксуса, но еще живые микроорганизмы.
Кислые маринады более острые на вкус, но значительно устойчивее при хранении. Эти маринады вообще не требуют пастеризации и их можно хранить в любой, даже негерметичной таре, бочках и кадках. (2)
2.19 Варка в сахаре
Варенье, джемы, повидло и другие вкусные и сладкие вещи получают благодаря увариванию плодов и ягод с сахаром. При этом продукты увариваются до такой высокой концентрации сахара, что продукты не портятся, даже если они не простерилизованы. Обычно все сахара равен весу фруктов, а иногда и превышает его на 20-30%. При концентрации сахара 60-65% микробы, оставшиеся после варки, не могут усваивать пищевые вещества, хоть и не погибают. Наоборот, создавшееся в варенье высокое осмотическое давление сахарного раствора приводит к тому, что жидкая часть содержимого живых клеток микробов переходит через оболочки из
клеток в сироп, отчего сами микробы обезвоживаются (высушиваются) и не могут проявлять никакой жизнедеятельности до тех пор, пока концентрация сахара остается высокой.
При понижении температуры сахарный раствор из насыщенного становится перенасыщенным, и выпадает осадок. Это кристаллизовавшийся сахар. Впрочем, на вкус продукта этот осадок не влияет. При недостатке сахара или при высокой кислотности продукта (кислые сливы, например) варенье может забродить или заплесневеть. (2)
2.20 Консервирование в спирте
Как правило, в спирте консервируют фрукты и ягоды. Для этого к фруктам добавляют сахар в пропорции 2:1 и заливают спиртом. Можно использовать и ром. Для приготовления «пьяных» фруктов используется этиловый спирт крепостью не менее 60% и 5% сахара для улучшения вкуса. Сахар при этом не оказывает консервирующее свойство. Этиловый спирт при концентрации 15% останавливает жизнедеятельность микроорганизмы. Фрукты и ягоды, законсервированные таким образом, используются для украшения тортов и при изготовлении десертов. (3)
2.21 Причины порчи продуктов и способы их предохранения.
Основная причина - это микроорганизмы (микробы, дрожжи, плесени). Также влияют и собственные ферменты продуктов. Продукты питания являются питательной средой для организма. Микроорганизмы вызывают брожение - разложение продуктов, выделяют ядовитые вещества.
Различают две группы микроорганизмов, - бактерии и грибки (плесени, дрожжи).
Бактерии - наиболее мелкие, одноклеточные организмы, шарообразные (кокки) или палочковидные (бациллы).
Дрожжи по строению отличаются от бактерий. Форма их клеток овальная или округлая. Они крупнее бактерий.
Плесени состоят из тонких, длинных переплетающихся нитей, образующих мицелий (грибницу).
Если в одном месте скапливается большое количество одинаковых микроорганизмов, то они образуют колонии, видимые невооруженным глазом. Например, сине-зеленый, а иногда черный или желтоватый налет плесени на поверхности кусков хлеба, пленки на поверхности рассола соленых и квашенных продуктов и т.д. (2)
Влияние среды
Влияние факторов внешней среды оказывает непосредственное действие на микроорганизмы.
2.22 Температура
При низкой температуре жизнедеятельность организмов заметно затормаживается. Особо ярким примером являются животные, впадающие зимой в спячку. Бактерии и грибы в спячку, к сожалению, не впадают, но все их жизненные процессы происходят гораздо медленнее, чем при нормальной температуре. При низкой температуре их рост и развитие замедляется, а при температуре ниже нуля и совсем прекращается. Однако, в таких условиях микробы не погибают, а при размораживании их жизнедеятельность восстанавливается. Это касается не только обычного замораживания продуктов.
Температурные условия являются важнейшими фактором, обуславливающим скорость размножения и интенсивность течения химических реакций. При переходе к крайним температурам жизненные процессы, и жизнь микробов приостанавливается и переходит в скрытую форму или вообще прекращается. Температурные границы жизни в мире микроорганизмов гораздо шире, чем у высших животных и растений. Они лежат в области от нескольких градусов ниже нуля до 70-90 °С. Иногда могут плесневеть и замороженные продукты, ведь некоторые бактерии могут жить и при очень низкой температуре. Существуют микробы, способные сохраняют жизнеспособность вблизи области нуля (-2 °С - анабиоз).
Повышение температуры может приводить к гибели микроорганизмов. Они обычно погибают при температуре 60-80 °С. Но споры бактерий очень устойчивы. Они могут выдерживать 2-3 часа кипячения и умирают лишь при 120-130°С. (2)
2.23 Влажность
В воде растворены питательные вещества, так что наличие в среде воды необходимо для жизни микроорганизмов. При отсутствии воды становится невозможным питание микробов, и их развитие останавливается. Поэтому при заготовке продуктов их можно обезвожить. (1)
2.24 Реакция среды (рН)
Каждый микроорганизм может развиваться только при определенном значении рН. Нейтральная или слабощелочная среда весьма благоприятна для большинства микроорганизмов. Кислая среда подавляет их рост и развитие. Этим пользуются при мариновании, когда добавляют в рассол уксус.
Например, кишечные палочка и паратифозные бактерии развиваются при рН 4,0-4.5. При увеличении кислотности до рН 3,0-3,5 погибают. (2)
Более «терпимое» отношение микробов к щелочной среде, чем к кислой можно объяснить наследственными признаками. Жизнь зародилась в воде, а она на Земле преимущественно соленая и имеет щелочной рН.
2.25 Свет и другие формы лучистой энергии.
Бактерии, живущие на поверхности Земли, на растениях, постоянно подвергаются воздействию лучей и нормально его переносят. Но многие другие микроорганизмы более чувствительны к этому. Солнечный свет обладает бактерицидными свойствами.
В основе действия лучистой энергии лежат химические и физические изменения, происходящие в организме или в окружающей среде, из-за чего она становится непригодной для развития микробов. (2)
Зная влияние внешней и внутренней среды на жизнедеятельность микроорганизмов, можно повлиять на их деятельность и размножение.
Но все-таки, как именно происходит процесс порчи продуктов?
Существует несколько «видов» порчи продуктов:
1.Гниение
2.Брожение
3. Прогоркание и др.
2.25 Прогоркание.
Обычно так называют порчу продуктов жирового производства - масел, жиров. Прогоркание продукты имеют неприятный запах и вкус.
При длительном пребывании жиров или масла на солнце (в тепле) в них образуются фосфатиды. Раствор фосфатидов (жидкость, содержащая фосфатиды) является хорошей средой для анаэробных бактерий. Анаэробные питаются без доступа кислорода. (3)
2.26 Гниение
Гниение - это процесс распада белков. Белки разлагаются до первоначальных компонентов - полипептидов, аминокислот и др. Вызывают гниение гнилостные бактерии. Большинство из них чувствительны к кислотности среды и повышенному содержанию в ней соли. На этом основаны методы маринования и засаливания. В процессе гниения из сложных органических веществ образуются минеральные соединения и сероводород (это из-за него испортившиеся продукты так плохо пахнут). Углекислый газ. Аммиак. Метан. Вода.
Лучше всего продукты гниют при температуре 25-33°С. Если температуру снизить до 4-6 °С, жизнедеятельность бактерий можно заметно снизить. При нагревании до 100 °С гнилостные бактерии погибают. Этим мы пользуемся при термической обработке продуктов. (2, 5)
Брожение
Брожение - это процесс распада углеводов с выделением энергии. Брожение двояко. С одной стороны, с его помощью люди делают пиво, вино, молочнокислые продукты, уксус, спирт и т.д. с другой стороны, забродить может варенье, оставленное в тепле и кислое варенье, разлитое в плохо стерилизованные банки. И другие продукты, которые вовсе не становятся лучше после брожения.
Брожение можно разделить на «хорошее» и «плохое» Есть несколько типов «полезного» брожения.
Спиртовое брожение осуществляется дрожжами и некоторыми видами бактерий. В процессе сбраживания образуется этанол (винный спирт) и углекислый газ. Из одной молекулы глюкозы получаются 2 молекулы спирта и 23 молекулы углекислого газа. Спиртовое брожение используется в виноделии, пивоварении и производстве хлеба. При производстве хлеба спирт испаряется, остается только углекислый газ, который делает хлеб более воздушным. При производстве вина и спирта испаряется углекислый газ, а спирт остается в продукте. (2)
Молочное брожение. Да, скисание молока называется по-научному брожением. Молочнокислые бактерии в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают молочную кислоту. Поэтому-то прокисшее молоко на вкус кислое. Молочное брожение используют для производства йогурта и простокваши. Туда добавляют особые виды бактерий. В народе это называется закваской. (1)
Уксус - это ничто иное, как перебродивший сок. Обычно, яблочный. Но можно использовать и другие соки. Натуральный уксус 3-5%. Дальнейшее окисление продукта бактерии не выдерживают и погибают. 80% - это уксусная эссенция. Перед употреблением ее нужно разбавлять.
«Плохое» брожение происходит в банках с маринованными продуктами при недостаточном содержании уксусной кислоты, плохой стерилизации банок и продуктов.
III Эксперимент
Вот пишу я про все эти способы консервации. Все хороши по-своему, если все сделано правильно. А если нарушить технологический процесс?
не бланшировать, не заливать в герметичные банки? Какой способ консервирования сохранит продукты дольше?
Проверим. Итак, «в эфире - эксперименты».
Для проведения опыта я взяла кусочки огурцов, примерно равных по массе, 12-15г. Теперь приготовим растворы. Их будет 5 штук.
1 чайная ложка соли на 125 мл воды
2 чайных ложки соли на 125 мл воды
Спирт 40% (водка)
Уксус 9% 25 мл и вода 100мл
Вода с сахаром
С последним раствором немножко сложнее. Я кипятила этот раствор с огурцом около 15 мин. Кажется, особого эффекта это не произвело, т.к. огурец по внешнему виду не изменился, а раствор не загустел.
Теперь торжественно кладем кусочки огурца в свой раствор и оставляем контрольный образец. Его оставим просто на воздухе.
Я фотографировала образцы каждый день, меняя бумажку с датой. (см. Приложение 1) Также я закрывала стаканчики пищевой пленкой, чтобы растворы не сильно испарялись.
3.1 Ход эксперимента.
06.10.16 День 1.
Все образцы имеют нормальную, характерную для огурцов, зеленую окраску. Все растворы прозрачны. Раствор сахара имеет желтоватый оттенок.
07.10.16. 2 день
Раствор с 1 ложкой соли помутнел. Огурец в водке немного изменил цвет. Цвета стали менее яркими.
Огурец в растворе уксуса тоже поменял цвет. Шкурка стала более темной. Контрольный образец ссыхается.
08.10.16. 3 день
Раствор с 2 ложками соли помутнел. Раствор с 1 ложкой соли помутнел еще больше. Огурец в водке продолжает обесцвечиваться. Сердцевина белеет. Кожура немного темнее, но тоже обесцвечивается. Огурец в р-ре уксуса продолжает обесцвечиваться. Кожура остается темной. Мякоть, располагающаяся около кожуры, немного темнеет. В целом, образец обесцвечивается менее однородно, чем в растворе водки. Контрольный образец усыхает, но гнили нет. Раствор сахара - изменений не видно
09.10.16 4 день.
Раствор с 1 ложкой соли помутнел еще больше. На поверхности начинается образовываться что-то вроде пленки. Кусок огурца не очень хорошо видно, он утонул. На поверхности р-ра с 2 ложками соли образовалось 3 плесневых пятнышка, темно-серые в середине и белые по краям. Огурец плохо видно, он утонул. Образец в р-ре водки продолжает терять цвет. Мякоть по краям, на границе с кожурой и в середине, вокруг,
более прозрачная, чем остальная мякоть. Образец в р-ре уксуса обесцвечивается. Кожура остается темно-зеленой с коричневым оттенком.
Мякоть в центре более светлая и прозрачная, чем по краям. Контрольный образец усыхает, уменьшается в размерах. Р-р с сахаром не изменился.
10.10.16. 5 день
Плесень на поверхности р-ра с 2 ложками соли становится больше. Поверхность р-ра с 1 ложкой соли покрывает пленка. В сахарном р-ре едва видно образование пленки. Плесень образуется у краев стакана, а не в середине. На самом огурце плесени нет. Образец в р-ре водки продолжает обесцвечиваться. Образец в р-ре уксуса продолжает обесцвечиваться не так интенсивно, как раньше. Контрольный образец усыхает, плесени нет.
11.10.16. 6 день.
Плесень на поверхности р-ра с 2 ложками соли разрастается. Располагается пятнами, черная в середине. На самом образце плесени нет, цвет его не поменялся. На поверхности р-ра с 1 ложкой соли продолжает образовываться пленка. Сам образец не виден. На поверхности сахарного р-ра продолжает расти плесень. Она беловато-серая и пушистая. Сам образец не гниет. Образец в р-ре водки меняет цвет. Кожура стала коричневато-желтой, а мякоть - белой. Образец в р-ре уксуса обесцвечивается. Контрольный образец усыхает. Цвет по-прежнему, желто-зеленый. Кожура темная. Плесени нет.
12.10.16 7 день
На р-ре с 2 ложками соли разрастается черная плесень. Сам образец не заплесневел. Поверхность р-ра с 1 ложкой соли полностью покрыта пленкой. Сам образец не заплесневел
Р-р сахара покрылся розоватой пленкой, еще не полностью Немного изменился цвет огурца. Плесень - маленькое белое пятнышко. Р-ры водки и уксуса почти не изменились.
13.10.16 8 день. На р-ре с 2 ложками соли разрастается черная плесень. Сам образец не заплесневел. Р-р с 1 ложкой с виду не изменился. В р-ре сахара по краям начала образовываться черная плесень, растет полоской. Образцы в уксусе и водке продолжают обесцвечиваться.
14.10.16 9 день. На р-ре с 2 ложками соли разрастается плесень. Р-р с 1 ложкой соли не меняется. На сахарном р-ре разрастается черная плесень и появилась белая, пушистая. Она начинается от черной полоски и растет к центру. Образцы в уксусе и водке практически не меняются.
15.10.16 10 день. На р-ре с 2 ложками соли разрастается плесень, черно-зеленая, появляется тонкая пленка. Р-р с 1 ложкой соли не меняется. Образец лежит на дне, виден плохо. На поверхности сахарного р-ра плесень пушистая, разрастается вширь и «вверх». Розоватая пленка не покрывает вся поверхность. Образец лежит на дне. Р-ры водки и уксуса практически не меняются.
16.10.16. 11 день Плесень на р-ре с 2 ложками соли разрастается пятнами, образующими как будто цепочки островов. Р-р с 1 ложкой не меняется. Плесень на сахарном р-ре белая и плотная, разрастается быстро. Р-р мутный. Образец не видно. Образец в водке обесцвечивается. В р-ре уксуса не меняется. Контрольный образец засыхает.
17.10.16 12 день
Плесень на р-ре с 2 ложками соли стало еще больше. Она «плоская», не пушистая, занимает около половины поверхности. Р-р с 1 ложкой соли не изменился. Плесень на сахарном р-р активно растет. Образец в р-ре водки не меняется, в р-ре уксуса обесцвечивается, контрольный образец усыхает.
18.10.16. 13 день. На первом р-ре плесень разрастается. Р-р с одной ложкой соли не меняется. Плесень на сахарном р-ре растет не только по поверхности, но и утолщается. На белой плесени появились серые пятна. Образцы с водкой и уксусом практически не меняются, постепенно обесцвечиваются. Контрольный образец засыхает.
19.10.16. 14 день. Бурая, зелено-черная плесень покрывает почти всю поверхность р-ра с 2 ложками соли. Р-р мутный, образец не видно. На поверхности р-р с одной ложкой соли пленка разъединилась. Р-р мутный, образец не виден. Плесень на сахарном р-ре растет быстро, занимают уже половину площади. Плесень неровная, бугристая. Серых пятен стало больше, появился желтоватый оттенок. Р-р с одной ложкой кажется розовым. Пленка не объединилась. Образцы в р-ре водки и уксуса немного обесцветились, это практически незаметно. Контрольный образец совсем высох. Плесени нет.
20.10 16 15 день. А теперь - «церемония закрытия»! Сливаем растворы и смотрим на образцы. Кстати, при сливании бурая плесень повела себя как пленка, т.е. быстро слилась вместе с раствором. А белая плесень оказалась более плотной. Она не слилась и не отлипала от стенок стакана. Образцы я придерживала палочкой, с плесенью они не соприкасались.
Все образцы я выложила на бумагу. Посмотрим, как и насколько они изменились. Образцы и р-ров с одной, двумя ложками соли и сахара потеряли упругость, стали рыхлыми, мягкими. Появился неприятный запах. Изменился и цвет - он стал более темным, появился желтоватый оттенок. Образцы из солевых р-ров похожи друг на друга, но какой из них лучше, а какой хуже, сказать сложно. Семена стали белыми.
Образец из сахарного р-ра тоже изменился. Его кожура стала бурой, в отличие от зеленой кожуры «солевых» образцов и ярко-зеленой кожуры нормального огурца. Мякоть имеет какой -то розоватый оттенок.
Плотная мякоть и пространство вокруг семян слились у этих образцов воедино. Они не разграничены.
Мякоть у образца из уксусного р-ра побелела. Бугорки на кожуре стали буровато-зеленого цвета. Остальная кожура светло-светло-зеленая. Границы между плотной мякотью и полостями с семенами нечеткие, но все же есть.
Образец из водочного р-ра практически полностью обесцветился. Мякоть белая, кожура желтая. В некогда зеленом огурце не осталось ни одного зеленого или даже бурого пятнышка. (Вот оно, пагубное влияние алкоголя!). Деление между плотной мякотью и полостями для семян самое четкое из всех образцов. Но со свежим огурцом, конечно, не сравнить.
Образцы из уксусного и водочного р-ров не потеряли форму и почти не потеряли упругость.
Контрольный образец полностью высох. Кожура у него темно-зеленая, сердцевина (мякоти там уже нет) желтоватого цвета. Граница с полостями для семян видна хорошо. В начале эксперимента образец весил 13г, по окончанию эксперимента - меньше 1 г. Мои электронные кухонные весы, показывающие с точностью до 1 г, показали 0. Значит, меньше 1г.
За эти 15 дней образцы изменились практически до неузнаваемости. Даже такие консерванты, как этиловый спирт и уксусная кислота не дали желаемого результата. Впрочем, в эксперименте были нарушены все нормы консервирования и составы растворов.
IVЗаключение
В ходе этой работы я выяснила что:
1 микроорганизмы - причина порчи продуктов питания
2 влиять на жизнедеятельность микроорганизмов можно как физическими, так и химическими методами
3 существует огромное количество методов и способов консервации, но основаны они на одном и том же: на подавлении жизнедеятельности микроорганизмов, портящих продукты.
4 все способы консервации и консерванты хороши по-своему. Но успешно законсервировать продукты можно лишь, соблюдая все технологические нормы и пропорции консервантов и продуктов. Каким бы стойким не был консервант, без всего вышеперечисленного он не даст нужно эффекта.
Библиографический список
1 Бакушинская О. А. , А.О. Жвирблянская «Микробиология в пищевой промышленности». Изд-во «Пищевая промышленность» 1974 стр 16-25; 91; 461-470
2 Наместников А.Ф. «Хранение и переработка овощей, плодов и ягод» издание третье, исправленное и дополненное. 1976 стр 132-133; 152; 241
3 http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/14858/Консервирование
4 http://kedem.ru/history/20091130-konservi/
5 https://probakterii.ru/prokaryotes/species/gnilostnye-bakterii.html
6 https://ru.wikipedia.org/wiki/Консервирование.
Сохранить продукты в съедобном виде чрезвычайно важно для выживания людей – значительная часть человечества проживает в регионах, где из-за переменного климата постоянный доступ к свежей еде невозможен или затруднен. В современную эпоху, когда пища изготавливается в промышленных масштабах, этот вопрос стоит еще острее. Решить его помогло консервирование пищевых продуктов , изобретенное человечеством еще в годы своего зарождения. В этой статье мы расскажем, какие технологии для этого используются и почему добавок с индексом “Е” не стоит бояться.
Как все начиналось
Наверняка нет смысла подробно объяснять, почему портятся продукты – со школьного курса биологии должно быть известно, что повинны в этом микроорганизмы. Именно их деятельность приводит к тому, что молоко прокисает, мясо тухнет, а фрукты и овощи чернеют.
В древности люди, разумеется, такой информацией не владели, но самые наблюдательные из них подметили, что быстрее всего пропадает пища либо содержащая большое коичество жидкости, либо находящаяся во влажной среде. На основе этого был изобретен самый древний метод хранения и консервирования продуктов – сушка. Удаление из них воды лишало микроорганизмы среды обитания, не позволяя им размножаться.
Эта технология оказалась проста и эффективна, ведь для нее достаточно просто поместить свежую пищу на солнце или вблизи иного источника тепла. В том или ином виде высушивание используется и сегодня, как в домашних, так и в промышленных условиях.
Другие способы консервирования продуктов
Однако сушка пищи – не панацея, гарантирующая ее сохранность в любых условиях. Кроме того, употребление высушенных продуктов не слишком полезно с точки зрения физиологии пищеварения. Поэтому со временем человечество разработало и иные методы, которые можно разделить на несколько групп:
Как правило, ни один из этих методов не дает 100-процентной гарантии сохранности продукта, поэтому их принято сочетать друг с другом. Например, рыбные консервы засаливаются или маринуются, а затем помещаются в герметично закрытую банку или запечатанную пластиковую упаковку. Схожим образом поступала и ваша бабушка, закручивая на зиму соленые помидоры или огурцы. Некоторые виды консервации (маринование, соление, квашение) приводят к изменению вкусовых качеств продукта, поэтому альтернативой им является заморозка, вакуумирование, и, в некоторых случаях, термическая обработка (исключая копчение).
Заботясь о вашем здоровье, мы в LUNCHBERY также используем консервацию, чтобы наши дошли до вас в свежем виде. Хотя срок доставки блюд ограничивается несколькими часами, мы упаковываем их в индивидуальные пластиковые контейнеры, которые ограничивают доступ атмосферного кислорода и увеличивают срок хранения продуктов.
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 - 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).
