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.

Большинство пищевых продуктов являются скоропортящимися. Порча пищевых продуктов, в частности, плодов и овощей вызвана главным образом действием микроорганизмов (гниение, брожение). Плоды и овощи содержат большое количество влаги и питательных веществ (сахара, азотистые, пектиновые вещества и др.) и являются хорошей питательной средой для микробов. Для того, чтобы избежать порчи продуктов, необходимо подвергнуть их специальной обработке, которая получила название консервирование

Выделяют четыре основных принципа консервирования:

Анабиоз;

Ценобиоз;

Ни один из принципов, положенных в основу этой классификации, не может быть осуществлен на практике в чистом виде. Чаще всего те или иные методы консервирования основаны на смешанных принципах.

Этот метод заключается в хранении плодов и овощей в свежем виде без какой-либо специальной обработки. Принимаются лишь меры, направленные на поддержание нормальных жизненных процессов и некоторые ограничения их интенсивности, с тем, чтобы уменьшить расход питательных веществ за счет дыхания, снизить потери массы за счет испарения влаги. При этом поддержание нормальных жизненных процессов и ограничение их интенсивности сводится к определенному режиму складирования и хранения сырья. Биоз является не методом консервирования в обычном понимании, а лишь системой мер, обеспечивающих кратковременное сохранение плодов в свежем виде при поступлении сырья на завод (хранилища, склад).

Сырье укладывают не очень высоким слоем, чтобы доступ воздуха к отдельным плодам не был затруднен, иначе процесс нормального дыхания нарушается и наступает так называемое интрамолекулярное дыхание, заключающееся в безкислородном разложении сахаров на спирт и диокись углерода по схеме:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.

Образующийся спирт является ядом для цитоплазмы, отравляет растительные клетки и приводит к их гибели.

При хранении плодов и овощей поддерживается их естественная устойчивость к действию фитопатогенных микроорганизмов.

11.2. Анабиоз

Анабиозом называют метод консервирования, при котором подавляется или резко сокращается жизнедеятельность микроорганизмов и тормозятся ферментативные процессы, протекающие в продуктах. Анабиоз широко используется в пищевой промышленности. На этом принципе основан ряд методов консервирования: охлаждение и замораживание, создание высоких концентраций осмотически деятельных веществ, сушка, хранение в регулируемой атмосфере, маринование, спиртование, квашение и др.

Умеренный холод (способ называют холодным хранением или хранением в охлажденном состоянии) - охлаждение сырья и продуктов переработки до такой температуры, которая, будучи на 10-150С ниже комнатной температуры, не опускалась бы ниже минус 1-30С, то есть той температуры, при которой сырье и пищевые продукты замерзают. Использование умеренного холода способствует значительному замедлению биохимических процессов, протекающих в растительном сырье, а также снижению активности микроорганизмов, большинство из которых лучше всего развивается при 370С.

Метод холодного хранения дает возможность сохранить сырье при минимальном изменении его натуральных свойств в течение нескольких недель, то есть гораздо дольше, чем метод биоза.

Замораживание продукта предусматривает его охлаждение до температуры, значительно более низкой (порядка минус 30С), чем соответствующая температура замерзания. Замороженные пищевые продукты и сырье можно сохранять в течение многих месяцев, то есть значительно дольше, чем при использовании умеренных пониженных температур.

Хранение в охлажденном состоянии (психроанабиоз). Достигается путем охлаждения сырья или продуктов его переработки до температуры не ниже -1– -30С. Такой режим хранения способствует значительному замедлению биохимических процессов, протекающих в растительном сырье, а также снижению активности микроорганизмов. С понижением температуры скорость дыхания сильно замедляется, а продолжительность хранения плодов возрастает. Способ холодного хранения дает возможность сохранить сырье при минимальном изменении его натуральных свойств в течение нескольких недель.

Замораживание (криоанабиоз). Предусматривает охлаждение сырья и продуктов до температуры, значительно более низкой, чем температура замерзания. Замороженные пищевые продукты и сырье можно хранить в течение многих месяцев, т.е. значительно дольше, чем при использовании умеренных пониженных температур. Это объясняется тем, что в замороженных пищевых продуктах вода превращена в лед и микроорганизмы, питание которых происходит осмотическим путем, прекращают свою жизнедеятельность. Замораживание целесообразно вести при температуре -18– -200С, так как при этой температуре образуются мельчайшие кристаллики льда, которые не травмируют клетки продукта, и при размораживании он сохраняет свои товарные свойства. Так как температура замерзания многих видов сырья и пищевых продуктов ниже -20С, очевидно, что при -180С подавляющее количество влаги в любых пищевых продуктах вымерзает. При этом сами плоды и овощи как живой организм погибают, а микроорганизмы, присутствующие в них, переходят в состояние анабиоза. Причинами гибели растительной клетки при замораживании являются: непосредственное воздействие низкой температуры; обезвоживание цитоплазмы в процессе образования льда; механическое давление льда на обезвоженную цитоплазму, вызывающее разрушение ткани цитоплазменной мембраны, коагуляцию составляющих ее коллоидов и, как следствие, необратимое увеличение клеточной проницаемости.

В замороженных плодах и овощах протекают некоторые химические изменения: происходит инверсия сахарозы, повышается кислотность, снижается количество дубильных веществ, что в ряде случаев улучшает качество продукта из-за снижения терпкости и улучшения естественного аромата плодов. Иногда, для того чтобы сохранить консистенцию нежных видов растительного сырья, замораживание осуществляют в крепком сахарном сиропе (30-60%-ой концентрации). Температура замерзания плодов при этом снижается и образуется меньшее количество льда, травмирующего клетки. Недостатком способа является некоторое сморщивание плодов из-за осмотического удаления из них влаги и их излишняя сладость.

Сушка (ксероанабиоз). Этот способ консервирования также приводит к анабиозу микроорганизмов. Минимум влажности, при котором возможно развитие бактерий, составляет 25-30%, плесневых грибов – 10-15%. Попадая в сухую среду, микробные клетки осмотически отдают свою влагу, происходит плазмолиз клетки. При высушивании влажность овощей и плодов доводят до 8-25%, т.е. до уровня, который препятствует развитию микроорганизмов.

При подготовке к сушке и в процессе самой тепловой сушки жизнедеятельность плодов и овощей прекращается. При этом погибают и микроорганизмы. Следовательно, принцип анабиоза применительно к сушке означает плазмолиз микроорганизмов, которые попали на поверхность сушеных продуктов в процессе хранения. Эти микроорганизмы сохраняются длительное время в состоянии анабиоза. Если высушенный продукт увлажнить, микробы вновь оживают, начинают размножаться и вызывают порчу продукта. Сушка как способ консервирования имеет много достоинств: технология и применяемая аппаратура достаточно просты; масса и объем сырья в процессе сушки уменьшаются в несколько раз; сушеные продукты не требуют особых условий для хранения, не нуждаются в герметичной упаковке, не требуют особых хранилищ. Однако качество сушеной продукции, особенно плодов и овощей, как правило, не очень высокое. Основной недостаток заключается в плохой восстанавливаемости их естественных свойств при вторичном увлажнении перед употреблением в пищу.

11.3. Ценобиоз

Это метод основан на специальном культивировании полезной микрофлоры, которая является антагонистом по отношению к вредной микрофлоре. Широко распространены методы консервирования, действующие по принцип ценобиоза, - квашение, брожение, посол мясных продуктов и рыбы и др.

3.1. Квашение

Квашением принято называть такой процесс обработки овощей и плодов, при котором в результате действия молочнокислых бактерий имеющийся в сырье сахар сбраживается в молочную кислоту по схеме:

С6Н12О6 → 2СН3СНОНСООН.

Накапливающаяся в процессе брожения молочная кислота предохраняет продукт от порчи.

При квашении необходимо создать такие условия, при которых молочнокислые бактерии получили бы свободный доступ к сахаристому соку, находящемуся в клетках растительного сырья. Поэтому к подлежащим квашению овощам добавляют поваренную соль в сухом виде (при квашении капусты), чтобы вызвать плазмолиз клеток и осмотическое отсасывание из них сока. При этом капуста покрывается соком, в котором начинают быстро размножаться и сбраживать сахар молочнокислые бактерии. Соль нужна и как вкусовое средство. Она оказывает также некоторое консервирующее действие.

Для квашения используют капусту, выдержанную в течение 1-2 суток после уборки. Кочаны капусты рубят, добавляют морковь, соль в количестве 1,5-2,5 кг на 100 кг капусты, перемешивают и выдерживают при температуре 16-200С 8-12 дней. При быстром брожении (при температуре около 300С) капуста перекисает; при медленном брожении (около 100С) ухудшается вкус капусты.

Процесс брожения капусты возникает под дейстниич Leuconostoc mesenteroides и завершается под действием Laktobacillus plantarum и Lactobacillus brevis.

После 8-12 дней брожения в зависимости от температуры, концентрации соли и начальной бактериальной обсемененности капусты содержание молочной кислоты достигает 1,5-2% и процесс квашения в основном заканчивается.

11.3.2. Способы посола

В промышленной практике используют три способа посола: сухой, мокрый и смешанный (комбинированный).

Сухой способ посола заключается в том, что продукт (мясо) натирают сухой посолочной смесью с последующим пересыпанием его солью во время укладки в штабеля (посол шпика), или мясо, предназначенное для изготовления колбас, перемешивают с солью в мешалке, а затем укладывают в тару и выдерживают определенное время.

Сухим способом посола пользуются, когда необходимо хранить продукт длительное время, то есть он пригоден для консервирования.

Однако этот способ не лишен недостатков. Продукт получается чрезмерно соленым и жестким, а соль распределяется неравномерно. При посоле жирных частей туши (шпик, грудной бекон), которые содержат мало влаги (5-14%), рассол не выделяется.

Мокрый способ посола - посол рассолом, который дает возможность получить продукт с любым содержанием соли при наиболее равномерном ее распределении.

При мокром посоле, в случае предварительного шприцевания мяса рассолом в количестве 8-12% к массе мяса его погружают в рассол. Оптимальное соотношение масс рассола и мяса равно 1:1.

Меньшее соотношение в рассоле может повысить концентрацию белков и значительно уменьшить концентрацию соли, то есть создать благоприятные условия для развития нежелательных микроорганизмов.

Повышение относительного содержания рассола больше оптимального существенно замедляет рост полезной микрофлоры.

11.4. Абиоз

При абиозе полностью подавляется деятельность микроорганизмов, способных вызывать порчу продуктов и заболевания людей. Обычно при этом полностью инактивированы и ферменты. Наиболее распространенным промышленным методом консервирования, основанном на принцип абиоза, является метод тепловой стерилизации.

Тепловая стерилизация - это обработка продукта под действием высокой температуры, при которой микроорганизмы гибнут в результате необратимых изменений, происходящих в протоплазме (наполнитель клетки белкового происхождения) клетки, коагуляции белков и разрыва цитоплазменной оболочки клетки. Таким образом, возбудители порчи, находящиеся внутри консервных банок, при тепловой обработке погибают, а находящиеся в окружающей среде благодаря герметичности тары внутрь тары попасть не могут, ферменты, сохранившиеся в продукте к началу стерилизации, инактивируются. Консервированные таким способом пищевые продукты могут сохраняться в течение многих лет. Готовые консервы хранят в обычных складах, перевозят в обычных железнодорожных вагонах и на автомобилях. В этом состоит большое преимущество способа. Данный способ консервирования - основной в промышленности и наиболее надежный среди всех способов хранения пищевых продуктов. При использовании оптимальных режимов стерилизации для каждого конкретного вида пищевого продукта химические изменения в нем и изменения его естественных свойств будут минимальными. Принцип абиоза в этом способе соблюден как в отношении микроорганизмов, так и консервируемого сырья.

Применение электрического тока высокой (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ) - один из особых способов тепловой стерилизации пищевых продуктов.

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.

Консервирование с помощью антибиотиков. Основано на бактерицидном характере их действия. 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.

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 укуповки банки без порчи, даже если они не были пастеризованы.

ТОЖЕ САМОЕ, ТОЛЬКО КОРОЧЕ

Основными принципами хранения пищевых продуктов (по Я.Я. Никитинскому) являются:

Биоз (bios – жизнь). На этом принципе основано хранение свежих фруктов и овощей. При хранении этих продуктов создаются условия, препятствующие развитию микроорганизмов, путем понижения температуры до 5° С и поддержания определенной влажности. При этом сохраняется естественный иммунитет плодов и овощей, что также предотвращает микробную порчу. Хранение свежевыдоенного молока при низких температурах увеличивает продолжительность бактерицидной фаза.

Абиоз (abiosis – отрицание, уничтожение жизни) достигается физическими и химическими способами. К ним относятся использование высоких температур (пастеризация, стерилизация), добавление антисептиков, облучение различными формами лучистой энергии, применение антибиотиков, обработку ультразвуком, фильтрование жидкостей с помощью стерилизующих фильтров. При абиозе погибают, как правило, вегетативные и споровые формы бактерий, благодаря чему продукты могут храниться в герметичной упаковке длительное время.

Анабиоз (anabiosis – подавление жизни). Методы хранения, основанные на принципе анабиоза направлены на приостановление жизнедеятельности микробов в продуктах. Создаются такие условия, при которых микроорганизмы могут оставаться живыми, но не жизнедеятельными. К таким методам относятся использование низких температур (охлаждение и замораживание), удаление воды из продукта ниже предела, необходимого для развития микробов (сушка, вяление), добавление к продукту веществ (соли, сахара), создающих высокое осмотическое давление, повышение кислотности продукта путем добавления уксусной кислоты (маринование), создание анаэробных условий, предотвращающих развитие наиболее активных возбудителей порчи – аэробных микроорганизмов (хранение продуктов в газонепроницамом упаковочном материале, вакуумной упаковке, в атмосфере азота).

Ценоанабиоз – принцип хранения, при котором консервирующее вещество вырабатывают сами микроорганизмы. Основан этот принцип на антагонистических взаимоотношениях микроорганизмов: создаются условия для развития полезных микроорганизмов и тем самым подавляется развитие микроорганизмов – возбудителей порчи. При этом полезные микроорганизмы не только не портят продукт, а даже улучшают его пищевые и вкусовые достоинства. На этом принципе основано квашение овощей, производство кисломолочных продуктов.

Эффективность всех мероприятий, направленных на предупреждение порчи пищевых продуктов, во многом зависит от соблюдения общих санитарно-гигиенических требований и выполнения установленного режима хранения, товарной обработки и переработки.

39.Дезинфе́кция - это комплекс мероприятий, направленных на уничтожение возбудителей инфекционных заболеваний и разрушение токсинов на объектах внешней среды. Для её проведения обычно используются химические вещества, например, формальдегид или гипохлорит натрия, растворы органических веществ, обладающих дезинфицирующими свойствами: хлоргексидин, ЧАСы, надуксусная кислота. Дезинфекция уменьшает количество микроорганизмов до приемлемого уровня, но полностью может их и не уничтожить. Является одним из видовобеззараживания. Различают профилактическую, текущую и заключительную дезинфекцию:

Профилактическая - проводится постоянно, независимо от эпидемической обстановки: мытьё рук, окружающих предметов с использованием моющих и чистящих средств, содержащих бактерицидные добавки.

Текущая - проводится у постели больного, в изоляторах медицинских пунктов, лечебных учреждениях с целью предупреждения распространения инфекционных заболеваний за пределы очага.

Заключительная - проводится после изоляции, госпитализации, выздоровления или смерти больного с целью освобождения эпидемического очага от возбудителей, рассеянных больным.

Методы дезинфекции

1.Механический - предусматривает удаление заражённого слоя грунта или устройство настилов.

2.Физический - обработка лампами, излучающими ультрафиолет, или источниками гамма-излучения, кипячение белья, посуды, уборочного материала, предметов ухода за больными и др. В основном применяется при кишечных инфекциях.

Кипячение используется для обработки белья (кипятят в мыльно-содовом растворе в течение 2 часов), посуды (в 2 % содовом растворе в течение 15 минут), питьевой воды, игрушек, пищи. Паровоздушная смесь является действующим началом в пароформалиновой дезинфекционной камере; в дезинфекционных камерах обеззараживают вещи больного и постельные принадлежности. Ультрафиолетовое облучение используется для обеззараживания воздуха помещений в лечебных и других учреждениях (лампа БУВ-15 или БУВ-30).

3.Химический (основной способ) заключается в уничтожении болезнетворных микроорганизмов и разрушении токсинов дезинфицирующими веществами.

4.Комбинированный - основан на сочетании нескольких из перечисленных методов(например, влажная уборка с последующим ультрафиолетовым облучением)

5.Биологический - основан на антагонистическом действии между различными микроорганизмами, действии средств биологической природы. Применяется на биологических станциях, при очистке сточных вод.

Что представляет собой физический способ дезинфекции?Физический способ дезинфекции - кипячение, обработка паром и горячим воздухом, а также ультрафиолетовое облучение. Кипячение используется для обработки белья (кипятят в мыльно-содовом растворе в течение 2 часов), посуды (в 2 % содовом растворе в течение 15 минут), питьевой воды, игрушек, остатков пищи. Паровоздушная смесь является действующим началом в пароформалиновой дезинфекционной камере; в дезинфекционных камерах обеззараживают вещи больного и постельные принадлежности. Ультрафиолетовое облучение используется для обеззараживания воздуха помещений в лечебных и других учреждениях (лампа БУВ-15 или БУВ-30).

40. В природе микроорганизмы сталкиваются с действием разнообразных биотических факторов. При симбиозе (совместном существовании) различают ассоциативные (благоприятствующие) и антагонистические (конкурентные) взаимоотношения.

Ассоциативные формы симбиоза. Широко распространены в природе. Именно на них основан круговорот веществ в природе. К ассоциативным формам симбиоза относятся метабиоз, мутуализм, синергизм и комменсализм.

Метабиоз – такая форма симбиоза, когда создаются условия для последовательного развития одних микроорганизмов за счет продуктов жизнедеятельности других. Примером метабиоза может служить порча сахаросодержащих субстратов (плодово-ягодных соков, поврежденных плодов, ягод), когда на них сначала развиваются дрожжи, превращающие сахар в спирт, затем уксуснокислые бактерии, превращающие спирт в уксусную кислоту и, наконец, мицелиальные грибы, которые окисляют уксусную кислоту до углекислого газа и воды.

Мутуализм – такие взаимоотношения между микроорганизмами, которые основаны на взаимной выгоде. Пример: совместное существование в природе анаэробных и аэробных микроорганизмов. Аэробы, поглощая кислород, создают необходимые для анаэробов окислительно-восстановительные условия.

Синергизм – усиление физиологических функций микроорганизмов при совместном культивировании. В кефирном грибке, например, содержатся дрожжи и молочнокислые бактерии. Витамины, синтезируемые дрожжами, стимулируют развитие молочнокислых бактерий, а молочная кислота, образуемая молочнокислыми бактериями, создает благоприятные значения рН для развития дрожжей.

Комменсализм – форма сожительства, когда один организм живет за счет другого, не причиняя ему вреда. Примером комменсалов могут служить бактерии нормальной микрофлоры тела человека.

Антагонизм – такой тип взаимоотношений, когда один организм подавляет или прекращает развитие другого в основном за счет продуктов его жизнедеятельности. Молочнокислые бактерии, например, выделяя молочную кислоту, создают кислую реакцию среды, препятствующую развитию гнилостных бактерий. Это явление используется при квашении капусты, изготовлении кисломолочных продуктов.

Антибиоз – связан со способностью одного вида микроорганизмов выделять в окружающую среду специфические вещества, угнетающие жизнедеятельность других, – антибиотики. Они обладают либо широким спектром действия в отношении ряда микроорганизмов, либо избирательным действием к одному из них.

Биотические факторы окружающей среды (Биотические факторы; Биотические экологические факторы; Biotic factors; Biological factors; от греч. Biotikos - жизненный) - факторы живой среды, влияющие на жизнедеятельность организмов.

Беклемишев В.Н. разделил биотические факторы на 4 группы:

Топические - по изменению среды (разрывание почвы)

Трофические - пищевые отношения (продуценты, консументы, редуценты)

Форические - по переносу (рак отшельник переносит актинию)

Действие биотических факторов выражается в форме взаимовлияний одних организмов на жизнедеятельность других организмов и всех вместе на среду обитания. Различают прямые и косвенные взаимоотношения между организмами.

Внутривидовые взаимодействия между особями одного и того же вида складываются из группового и массового эффектов и внутривидовой конкуренции.

Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны. Возможные типы комбинации отражают различные виды взаимоотношений:

Нейтрализм - взаимоотношения между организмами не приносят друг другу ни вреда, ни пользы

Синойкия (квартирантство) - сожительство, при котором особь одного вида использует особь другого вида только как жилище, не принося своему «живому дому» ни пользы, ни вреда. Например, пресноводная рыбка горчак откладывает икринки в мантийную полость двухстворчатых моллюсков. Развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но они безразличны для хозяина и не питаются за его счет.

Конкуренция - антагонистические отношения между организмами (видами), связанные борьбой за пищу, самку, место обитания и другие ресурсы

Мутуализм (взаимовыгодный симбиоз) - совместное сожительство организмов разных видов, приносящее взаимную пользу. Например, лишайники являются симбиотическими организмами, тело которых построено из водорослей и грибов. Нити гриба снабжают клетки водоросли водой и минеральными веществами, а клетки водорослей осуществляют фотосинтез и, следовательно, снабжают гифы грибов органическими веществами.

Протокооперация (кооперация) - это полезные взаимоотношения организмов, когда они могут существовать друг без друга, но вместе им лучше. Например, рак-отшельник и актиния, акулы и рыбы-прилипалы.

Комменсализм - совместное сожительство организмов разных видов, при котором один организм использует другой как жилище и источник питания, но не причиняет вреда партнеру. Например, некоторые морские полипы, поселяясь на крупных рыбах, в качестве пищи используют их испражнения. В желудочно-кишечном тракте человека находится большое количество бактерий и простейших, питающихся остатками пищи и не причиняющих вреда хозяину.

Аменсализм - это взаимоотношения между организмами, при которых один несет ущерб, а другому они безразличны. Например, гриб пеницилл выделяет антибиотик, убивающий бактерий, но вторые на гриб никак не влияют.

Методы консервирования

В зависимости от технологической сущности методы консервирования делятся на физические, физико-химические, химические, биохимические, комбинированные.

Выбор и применение методов консервирования пищевых продуктов определяется их влиянием на исходное сырье и качество получаемого консервированного продукта. Все способы консервирования сводятся к уничтожению микробов и разрушению ферментов либо к созданию неблагоприятных условий для их активности.

Физические методы консервирования продуктов

Физические методы основаны на применении высоких и низких температур, ультразвука, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, ионизирующих излучений и др.

Консервирование низкими температурами заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов, снижении активности ферментов, замедлении биохимических процессов.

Продовольственные товары являются благоприятной средой для развития микроорганизмов. В зависимости от отношения к температуре микроорганизмы делятся на:

• - термофильные, развивающиеся при 50-70°С;
• - мезофильные - при 20-40°С;
• - психрофильные - от +10 до -8°С.

К термофилам относятся споровые формы микроорганизмов, споры которых отличаются особой устойчивостью, вследствие чего они могут переносить стерилизацию. К мезофилам относятся многие гнилостные бактерии, вызывающие порчу продовольственных товаров при положительных температурах, а также все патогенные и токсигенные формы бактерий. К консервированию низкими температурами относится охлаждение и замораживание.

Охлаждение - холодильная обработка продуктов и сырья при температуре, близкой к криоскопической, т. е., к температуре замерзания клеточной жидкости, которая обусловлена составом и концентрацией сухих веществ. Различные продовольственные товары имеют разную криоскопическую температуру. Например:

• - для мяса она в пределах от 0 до 4°С, для рыбы - от -1 до 5°С;
• - для молока и молочных продуктов - от 0 до 8°С;
• - для картофеля - от 2 до 4°С;
• - для яблок - от 1 до -1°С.

Охлаждение пищевых продуктов преследует одну общую цель - понижение их температуры до заданной конечной, при которой задерживаются биохимические процессы и развитие микроорганизмов. Хранение при низких положительных температурах обеспечивает сохранение продовольственных товаров в доброкачественном состоянии достаточно длительное время. Так, мясо, рыба, птица могут сохраняться в течение одной-двух недель, яйца - несколько месяцев, а некоторые плоды и овощи - до нового урожая.

Наиболее распространены те промышленные способы охлаждения, которые осуществляются передачей тепла конвекцией, радиацией, теплообменом при фазовом превращении. Охлаждающей средой является воздух, движущийся с различной скоростью. Как правило, охлаждение производится в холодильных камерах, снабженных устройством для распределения охлаждённого воздуха.

Для способов охлаждения, в основе которых лежит конвективный и радиационный теплообмен, характерны невысокие потери продуктом влаги при охлаждении. Это охлаждение продуктов в жидких средах, а также упакованных в непроницаемые оболочки. В жидкой среде охлаждают рыбу, птицу, некоторые овощи, в оболочках и упаковках - колбасные изделия, полуфабрикаты, кулинарные, кондитерские изделия и др.

Охлаждение - наилучший способ сохранения пищевой ценности и органолептических свойств товара, но оно не обеспечивает длительного срока хранения. Так, охлажденное молоко и молочные продукты сохраняются 36-72 ч, мясо - 15-20 сут., рыба - от 2 до 15 сут. В то же время некоторые плоды и овощи сохраняются до 5-10 мес.

Замораживание - это процесс понижения температуры продовольственных товаров ниже криоскопической на 10-30°С, сопровождающихся переходом в лед содержащейся в них воды. Замораживание обеспечивает более высокую стойкость при хранении по сравнению с охлаждением, многие замороженные продукты могут храниться до года.

Чем ниже температура (от -30 до -35°С), тем быстрее скорость замораживания, при этом в клетках и в межклеточном пространстве ткани образуются мелкие кристаллы льда и ткани не повреждаются. При медленном замораживании внутри клетки образуются крупные кристаллы льда, которые повреждают ее, и при размораживании происходит потеря клеточного сока.

Микроорганизмы в зависимости от реакции на отрицательные температуры делятся на чувствительные, умеренно устойчивые и нечувствительные. Особенно чувствительны к отрицательным температурам вегетативные клетки плесневых грибов и дрожжей. Легко погибают грамотрицательные бактерии, принадлежащие родам Psendomonas, Achromobaeter и сальмонеллы. Устойчивы к низким температурам грамположительные микроорганизмы и споровые формы бактерий.

Качество замороженного товара определяется многими факторами: состоянием самого товара, наличием биологически активных веществ, способом, скоростью замораживания, наличием его тары и упаковочного материала и др.

Замораживают продовольственные товары в морозильных аппаратах различных типов (камерного, контактного, туннельного и др.). Высокая эффективность достигается при замораживании мелких или измельченных продуктов россыпью на охлаждающих поверхностях или в «кипящем» слое - методом флюидизации. При этом обеспечивается высокая скорость подаваемого под давлением холодного воздуха, который омывает со всех сторон взвешенные в потоке продукты.

К сверхбыстрому относится замораживание в кипящих хладоносителях (жидкий азот, фреон и др.).

Консервирование высокими температурами проводят для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов продовольственных товаров. К этим методам относятся пастеризация и стерилизация.

Пастеризацию проводят при температуре ниже 100°С. При этом сохраняются споры микроорганизмов. Различают пастеризацию короткую (при 85-95°С в течение 0,5-1 мин) и длительную (при температуре 65°С в течение 25-30 мин). Пастеризацию в основном применяют для обработки продуктов с высокой кислотностью (молоко, соки, компоты, пиво). При значении рН ниже 4,2 уменьшается термоустойчивость многих микроорганизмов.

Стерилизация - это нагревание продовольственных товаров при температуре выше 100 °С. При этом микрофлора полностью уничтожается. Стерилизацию используют при производстве консервов в герметичной металлической или стеклянной таре. Режим стерилизации определяется видом товара, временем и температурой. Режим стерилизации консервов с низкой кислотностью должен быть более жестким, чем консервов с высокой кислотностью. Молочная кислота оказывает более угнетающее действие на микроорганизмы, чем лимонная, а лимонная - более угнетающее, чем уксусная. Наличие жира снижает стерилизующий эффект.

Стерилизацию обычно проводят при температуре 100-120°С в течение 60-120 мин. (мясные товары), 40-120 мин. (рыбные), 25-60 мин. (овощные), 10-20 мин. (сгущенное молоко) паром, водой, воздухом, паровоздушной смесью с помощью разнообразного оборудования (ротационного, статического, непрерывно действующего и др.).

При стерилизации снижается пищевая ценность товара, его вкусовые свойства в результате гидролиза белков, жиров, углеводов, разрушения витаминов, некоторых аминокислот и пигментов.

Перспективно применение высокотемпературной кратковременной стерилизации с одновременным уменьшением длительности процесса. В основном эту обработку применяют для мясных и молочных продуктов при температуре 120-125 о С в течение 35-45 мин. в ротационном режиме. При стерилизации консервов токами сверхвысокой и промышленной частот содержимое банки быстро и равномерно прогревается по всему объему, продолжительность процесса сокращается в 5-7 раз. Это также перспективный способ. СВЧ - стерилизация при температуре 130 о С обеспечивает сохранение в большей степени аминокислот, более высокие перевариваемость белков и органолептические свойства продукта. Такая обработка основана на взаимодействии электромагнитных полей с частотой колебания 1 млрд. Гц и выше с дипольными молекулами различных веществ, в первую очередь воды. Пламенная стерилизация в 4-5 раз сокращает время термической обработки по сравнению с автоклавированием. Нагревание банок достигается при вращении их в пламени горелок со скоростью 0,75 с 1 в течение 10 мин.

В связи с внедрением в практику современной системы упаковки продовольственных товаров «вау in box» широкое распространение получило асептическое консервирование. Классический вариант асептического консервирования товаров в системе «вау in box» состоит из трех этапов:

• - стерилизации продукта при температуре 130-150°С с последующим охлаждением;
• - стерилизации тары радиационной обработкой;
• - фасовка стерильного продукта в стерильную тару в асептических условиях.

Такая обработка универсальна и применяется для жидких и вязких продуктов (молоко, соки, вина, паста и др.).

Консервирование ионизирующими излучениями называют холодной стерилизацией, или пастеризацией, так как стерилизующий эффект достигается без повышения температуры. Для обработки продовольственных товаров используют б-, в- излучение, рентгеновское излучение, поток ускоренных электронов. Ионизирующая радиация основана па ионизации микроорганизмов, в результате чего они погибают. К консервированию ионизирующими излучениями относится радиационная стерилизация (радаппертизация) продуктов длительного хранения пастеризующими дозами.

Облучение продуктов проводят в инертных газах, вакууме, с применением антиокислителей, в условиях низких температур.

Существенным недостатком ионизирующей обработки продуктов является изменение химического состава и органолептических свойств. В промышленности этот метод используется для обработки тары, упаковки, помещений.

Консервирование ультразвуком (более 20 кГц). Ультразвуковые волны обладают большой механической энергией, распространяются в твердых, жидких, газообразных средах, вызывают ряд физических, химических и биологических явлений: инактивацию ферментов, витаминов, токсинов, разрушение одноклеточных и многоклеточных организмов. Поэтому этот метод используют для пастеризации молока, в бродильной и безалкогольной промышленности, для стерилизации консервов.

Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Это облучение лучами с длиной волны 60-400 нм. Гибель микрофлоры обусловлена адсорбцией УФЛ нуклеиновыми кислотами и нуклеопротеидами, что вызывает их денатурацию.

Особенно чувствительны к УФЛ патогенные микроорганизмы и гнилостные бактерии. Пигментные бактерии, дрожжи и их споры устойчивее к УФЛ. Применение УФЛ ограничено из-за низкой проникающей способности (0,1 мм). Поэтому УФЛ применяют для обработки поверхности мясных туш, крупных рыб, колбасных изделий, а также для дезинфекции тары, оборудования, камер холодильников и складских помещений.

Использование обеспложивающих фильтров. Сущность этого метода состоит в механическом отделении товара от возбудителей порчи с использованием фильтров с микроскопическими порами, т. е., процесса ультрафильтрации. Этот способ позволяет максимально сохранить пищевую ценность и органолептические свойства товаров и применяется для обработки молока, пива, соков, вина и других жидких 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.

Применяемые методы консервирования продуктов можно объединить в три группы: физические. химические и микробиологические.

Физические методы. Основной метод консервирования - обработка герметически укупоренных продуктов нагреванием. Большинство микроорганизмов погибает при температуре 110...120°С, многие (не образующие спор) при 60...100°С. Однако некоторые термостойкие бактерии сохраняются при нагревании даже до 130°С.

Прогревание консервов при температуре до 100°С называют пастеризацией, а при температуре 100°С и выше - стерилизацией. Продолжительность нагрева зависит от химического состава сырья (особенно от кислотности), его консистенции, объема, вида тары и др.

Консервирование пищевой продукции в герметически укупоренной таре возможно и стерилизацией токами высокой частоты (ТВЧ), при которой в результате Колебательного движения заряженных частиц продукта происходят быстрое прогревание консервов и гибель микроорганизмов. При этом исключается длительный нагрев сырья и продукция получается более качественной. Продолжительность нагрева 1...2 мин, иногда несколько секунд. Токами ВЧ пастеризуют компоты и соки в стеклянной таре, когда требуется нагрев не свыше 100°С. Стерилизацию консервов токами ВЧ применяют ограниченно из-за сложности оборудования.

В настоящее время ведут широкие исследования по стерилизации консервов с помощью Ионизирующих излучений , исключающих нагрев продуктов. Микроорганизмы при облучении очень быстро гибнут, а их споры теряют способность развиваться.

Для консервирования соков и пюре-образных продуктов применяют Асептический (обеззараживающий) метод Консервирования. Сущность метода заключается в том, что сок или пюре кратковременно прогревают в потоке при температуре 130...160°С, охлаждают и в асептических условиях разливают в стерильную тару. Кратковременный нагрев (от нескольких секунд до 2...3 мин) убивает микроорганизмы, не изменяя при этом химического состава продукта. Метод консервирования по принципу действия на микроорганизмы относится к стерилизации. Укупоренные в асептических условиях банки со стерильным соком или пюре дальнейшей тепловой обработке не подвергают. Этот метод консервирования один из перспективных. В период массового поступления сырья можно быстро законсервировать продукцию в больших цистернах (до 400 м3), а в дальнейшем, когда в этом будет необходимость, провести фасовку продукции в мелкую тару.

Сушка дает возможность довести содержание воды в продукте до такого количества, при котором микроорганизмы уже не могут развиваться. Например, для развития бактерий требуется не менее 30, а плесеней - 15% влаги. Сушка является самым древним способом консервирования и в настоящее время она продолжает совершенствоваться. Например, сейчас используют сублимационную сушку (сублимация - испарение льда при низких отрицательных температурах в вакууме). Проводят ее в аппаратах-сублиматорах с последующим досушиванием при температуре около 40°С. При этом получают сушеные продукты наиболее высокого качества. Многие микроорганизмы, особенно их споры, остаются в сушеных продуктах, и если важность продуктов повысится, то микроорганизмы начинают Развиваться и портят их. Поэтому необходима герметизация высушенной продукции (особенно с остаточным содержанием влаги 4...5%) или хранение в сухих хранилищах и складах.

Замораживание плодов и ягод при температуре - 25, - 35°С и последующее хранение замороженной продукции при - 18°С приостанавливают все физиологические процессы и деятельность микробов, но не уничтожают их. Поэтому для сохранения качества этого вида продуктов необходимо строго соблюдать условия их хранения и быстро использовать в пищу после размораживания. По качеству замороженные плоды и ягоды мало отличаются от свежих.

Охлаждение - это обработка и хранение свежих плодов и ягод при температуре около 0°С. Клеточный сок при этом не замерзает (ягоды замерзают при - 0,7...1,5°С, яблоки при - 1,5...4°С в зависимости от сорта и продолжительности хранения). Охлаждение замедляет биохимические процессы, приостанавливает развитие микроорганизмов, но не уничтожает их.

Консервирование продуктов высоким осмотическим давлением происходит при использовании в больших концентрациях сахара и соли. Осмос - медленное проникновение растворителя в раствор через тонкую перегородку, разделяющую их. В данном случае растворителем является вода микробов и она выходит через их оболочки в раствор сахара или соли. Так в варенье с массовой долей сахара около 65% развивается такое высокое осмотическое давление, при котором микроорганизмы обезвоживаются и не могут развиваться. Подобное наблюдается и в сиеной продукции с концентрацией соли более 10%.

Однако если хранить плоды и ягоды, консервированные сахаром, в открытой таре и во влажных условиях, то концентрация сахара уменьшится и продукция может начать портиться Поэтому консервы необходимо укупоривать.

К физическим методам консервирования относят и стерилизацию фильтрованием, когда применяют тонкие пластины отфильтровывающие микроорганизмы. В продукте (обычно это прозрачный сок) остаются ферменты, поэтому применения одних фильтров для сохранения сока недостаточно. Необходимо нагревание или охлаждение.

Химические методы. Основаны на применении различных химических веществ, губительно действующих на микроорганизмы. В первую очередь к ним относятся антисептики - вещества, подавляющие развитие микроорганизмов Наиболее распространенный антисептик - диоксид серы (сернистый ангидрид), или 0,1...0,2%-ная сернистая кислота. Этот метод консервирования называется сульфитацией. Диоксид серы сильна действует на бактерии, меньше - на плесени и дрожжи Он ядовит, поэтому сульфитированное сырье является полуфабрикатом и используется для переработки после удаления диоксида серы нагреванием (десульфитацией). Сульфитацию применяют главным образом для консервирования пюре обработки сырья перед сушкой и др.

Для консервирования кислых соков применяют бензойную кислоту в виде натриевой соли, которая хорошо растворяется в воде. 0,05...0,1%-ный бензойнокислый натрий губительно действует на дрожжи и плесени, слабее - на бактерии. Этот консервант безвреден для человека.

В последние годы в качестве антисептика стали широко использовать 0,05...0,1%-ную сорбиновую кислоту, которая подавляет в кислой среде развитие плесеней и дрожжей. Ее успешно применяют в сочетании с сахаром, например при выработке протертой ягоды. Эта кислота также безвредна для человека.

Кроме антисептиков, для консервирования продуктов используют винный (этиловый) спирт, уксусную или молочную кислоту. Высокая концентрация кислот делает продукт непригодным к употреблению, поэтому их используют для заготовки полуфабрикатов или применяют в сочетании с другими методами консервирования. Например, при производстве маринадов используют невысокие дозы уксусной кислоты и стерилизацию в герметически укупоренной таре.

Микробиологические методы. При квашении, солении, мочении продукции, а также при производстве вина происходят микробиологические процессы, в результате которых образуется консервант - молочная кислота или спирт.

Однако для консервирования продуктов только молочной кислотой или спиртом необходима высокая их концентрация, которая не может образоваться в результате микробиологических процессов. Поэтому здесь также применяют сочетание физических (хранение при низкой температуре) и химических (применение спирта или соли) методов консервирования.

Консервы, которые выпускают в банках без стерилизации, называют пресервами. Они сохраняются благодаря применению консервирующих веществ (сахара, соли, уксусной кислоты и т. д.) или хранению при низкой температуре.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные причины порчи пищевых продуктов? Какова роль микроорганизмов и ферментов при этом? 2. Каковы методы сохранения пищевых продуктов? 3. Какие методы консервирования продуктов существуют? 4. В чем состоит сущность консервирования продуктов стерилизацией, замораживанием, высушиванием, обработкой ТВЧ? 5. Какие антисептики применяют при консервировании продуктов? 6. В каких случаях необходимо сочетание различных методов консервирования?