Консервирование продовольственных товаров. Старт в науке. Как все начиналось

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 их 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.

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

Физические методы консервирования. К ним относят консерви­рование воздействием низкой и высокой температуры и лучистой энергией.

Консервирование низкой температурой - охлаждение и замора­живание - основано на замедлении или прекращении развития микробов и действия ферментов.

При охлаждении продукты хранят при температуре О "С, не допуская замораживания. Этот способ консервирования не изменя­ет свойства, пищевую ценность и качество продуктов: плодов, мяса, рыбы, молока, творога и сметаны.

При замораживании продукт охлаждают до температуры -20...-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 высокой температурой - пастеризация и сте­рилизация - основано на губительном действии высоких темпера­тур на микробы.

Пастеризация - это нагревание продукта до определенной температуры (ниже 100 °С). Различают пастеризацию длительную (при температуре 63... 65 "С в течение 30... 40 мин), кратковременную (при температуре 72... 76 °С в течение 1... 1,5 мин) и моментальную. 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. При пастеризации микробы погибают, однако споры их могут сохраняться, а затем прорастать. Поэтому для более длительной сохранности продуктов применяют стерилизацию.

Стерилизация - это нагревание продукта до температуры выше 100 "С (113... 120°С в течение 20...40 мин), при ультравысо­котемпературной (УВТ) стерилизации осуществляется нагревание продукта выше 135 °С в течение 10 с в герметично закрытых банках, бутылках. При этом погибают все микроорганизмы и споры, поэтому продукт хранится длительное время. При стерилизации свойства продуктов изменяются 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.

физико-химические методы консервирования. К ним относят сушку, консервирование поваренной солью и сахаром.

Сушка основана на подавлении жизнедеятельности микроорга­низмов и ферментов в результате обезвоживания продуктов до со­держания в них влаги 8... 14 % и высокой концентрации сухих ве­ществ. Сушенные продукты хорошо сохраняются, обладают большой энергетической ценностью.

Существует несколько способов сушки: конвективная - нагре­тым до температуры 80... 120 °С воздухом (сушка фруктов, овощей, молока, яиц); контактная - основана на соприкосновении продукта с горячей поверхностью барабана (сушка молока); термоизлучени­ем - инфракрасными лучами (сушка макаронных изделий); субли­мационная - в вакуум-аппаратах (быстрозамороженных продуктов). Сублимационная сушка самая перспективная, так как она обеспечи­вает высокое качество сушеных продуктов: сохранение ими перво­начального объема, химического состава и свойств. Этой сушке подвергают мясо, рыбу, овощи, ягоды, творог, готовые блюда.

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 %.

Биохимические методы консервирования. К ним относят кваше­ние (соление).

Сущность квашения заключается в подавлении жизнедеятель­ности гнилостных микробов молочной кислотой, накапливаемой в продуктах в результате сбраживания сахара плодов и овощей молочнокислыми 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 до 4 "С хранят­ся несколько месяцев.

Химические методы консервирования. Они основаны на дей­ствии химических веществ, которые подавляют жизнедеятель­ность микробов. К ним относят: маринование, копчение, обработ­ка сернистым газом, бурой, уротропином, бензойной кислотой, углекислым газом, сорбиновой кислотой, антибиотиками, фитон­цидами.

Маринование - консервирование продуктов (овощей, фруктов) уксусной кислотой при ее концентрации от 0,5 до 0,9 %. Эти продук­ты хранят при температуре от 0 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 температуре 70... 140 °С) или холодным (при температуре 40 °С) способом. В настоящее вре­мя применяют электростатическое и бездымное (мокрое) копчение. Электростатическое копчение основано на осаждении на поверх­ности продукта частиц дыма с противоположными электрическими 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 (S0 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, или диоксид углерода (С0 2), подавляет жизнедея­тельность плесеней и некоторых бактерий. При 10...20%-ной кон­центрации С0 2 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 и 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 изготовлении мари­надов.

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.

Продлить сроки хранения скоропортящихся продуктов питания можно с помощью консервирования.

Сущность его заключается в создании определенных условий хранения продуктов, при которых прекращаются развитие микроорганизмов и деятельность ферментов, вызывающих порчу. По консервирующему действию на продукт методы консервирования делят на физические, физико-химические, химические и биохимические.

Физические методы консервирования -- консервирование низкими и высокими температурами.

Консервирование низкими температурами основано на замедлении или прекращении развития микробов и действия ферментов. При охлаждении температуру продукта снижают до О--5"С, не допуская его замораживания.

В охлажденных продуктах хорошо сохраняются витамины, ферменты, ароматические, вкусовые и другие вещества. Этот способ консервирования широко используется при хранении овощей, плодов, мяса, рыбы, молока, творога, сметаны и других продуктов.

Для более длительного хранения пищевые продукты быстро замораживают при температуре от -18 до --25°С. Внутри продукта температура достигает от --6 до -8°С. При этом продукт быстро промораживается по всей массе без существенного изменения структуры тканей.

В таких продуктах создаются неблагоприятные осмотические условия для развития микроорганизмов и биохимических процессов. Замораживание используют для хранения мяса, рыбы, овощей. В настоящее время широкое применение получило быстрое замораживание готовых блюд. Замороженные продукты по вкусовым и питательным свойствам уступают охлажденным, так как при оттаивании питательные вещества частично теряются.

К консервированию действием высоких температур относят пастеризацию и стерилизацию.

Пастеризация заключается в нагревании продукта до температуры 63--65°С в течение 30--40 мин (длительная пастеризация) и до температуры 85--90°С в течение 1--1,5 мин (кратковременная пастеризация). При пастеризации погибают вегетативные формы микробов, однако споры некоторых из них остаются, поэтому пастеризованные продукты долго не хранятся. Иногда применяют многократную пастеризацию, удлиняющую сроки хранения продуктов. Пастеризуют молоко, сливки, джем, варенье, плодово-ягодные соки, пиво.

Стерилизация заключается в тепловой обработке герметически закрытого продукта при температуре 113--120°С в течение определенного времени. При этом все микробы и их споры погибают. Поскольку попадание новых микробов в продукт исключается герметичностью упаковки, стерилизованные продукты могут храниться длительное время. Однако пищевая ценность их снижается, так как белки при стерилизации частично гидролизуются и денатурируют, крахмал и сахар частично расщепляются, часть витаминов разрушается.

Перспективным методом сохранения качества продукта является асептическая стерилизация -- горячий розлив жидких и пюреобразных продуктов, нагретых до температуры 130--150°С, с последующим быстрым их охлаждением до 30--40°С. Горячий продукт разливают в стерилизованную тару и укупоривают стерилизованными крышками. Консервы, стерилизованные асептическим методом, отличаются высокими вкусовыми достоинствами, в них хорошо сохраняются цвет, аромат, витамины.

Физико-химические методы консервирования -консервирование солью и сахаром, сушка и копчение.

Консервирование солью и сахаром основано на том, что большинство микроорганизмов не развивается в продуктах при повышенной концентрации соли и сахара, увеличивающих осмотическое давление. При 10%-ной концентрации соли прекращается развитие гнилостных бактерий. Поваренная соль сильно повышает осмотическое давление в продукте, вызывая плазмолиз клеток микробов (обезвоживание), в результате чего они прекращают свою жизнедеятельность. Солят овощи, грибы, рыбу, мясо. Соленые продукты хорошо сохраняются, но при солении из тканей продукта вместе с водой частично удаляются растворимые белки, витамины и др.

Консервирование сахаром применяют при производстве варенья, джема, повидла, сгущенного молока и др. Концентрация сахара при этом должна быть не менее 60--65%. Продукты с концентрацией сахара менее 65% для лучшей сохраняемости пастеризуют в герметично закрытой посуде.

Сушка -- старейший способ сохранения пищевых продуктов, который основан на удалении части воды из продукта, в результате чего создаются неблагоприятные условия для развития микроорганизмов, повышается концентрация сухих веществ (особенно Сахаров, кислот -- выполняют дополнительно роль консерванта).

Сушеные продукты хорошо сохраняются, обладают высокой энергетической ценностью, однако при высоких температурах сушки могут происходить денатурация белков, клейстеризация крахмала, образование меланоидинов, потеря ароматических веществ. Сушат плоды, овощи, грибы, молоко, яйца, рыбу.

Различают сушку естественную и искусственную (в специальных сушилках). Сушка замороженных продуктов в вакууме называется сублимационной. Высушенные этим способом продукты сохраняют витамины, вкус, цвет, запах, первоначальный объем.

Копчение, вяление -- комбинированные способы консервирования.

Перед копчением продукт вначале подвергают посолу, а затем обрабатывают антисептическими веществами дыма (или коптильной жидкостью): фенол, крезол, фурфурол, альдегиды, спирты, смолы и пр. При вялении продукт предварительно солят, а затем медленно сушат в естественных или искусственных условиях; при этом удаляется часть воды. Коптят мясо, рыбу.

Химические и биохимические методы консервирования -- маринование, квашение, консервирование антисептиками.

Маринование и квашение основаны на свойстве кислот задерживать развитие большинства микроорганизмов. При мариновании в продукт добавляют уксусную кислоту, а при квашении в нем образуется молочная кислота в результате молочнокислого брожения Сахаров, содержащихся в заквашиваемых продуктах. Квашению подвергают плоды и овощи; маринованию -- плоды, овощи, грибы.

Для консервирования антисептиками применяют сернистую кислоту или окуривание сернистым газом (сульфитация плодов, овощей), бензойную кислоту, буру.

Сорбиновая кислота в концентрации 0,1% подавляет действие микроорганизмов сильнее, чем бензойная и сернистая, не изменяя органолептических свойств продуктов; в небольших дозах она безвредна для человека.

Сорбиновая кислота используется для консервирования плодово-ягодных пюре, соков и др.

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

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

Классификация методов консервирования представлена в таблице.

Термический метод используется наиболее широко. Этот метод консервирования основан на отмирании различных видов микроорганизмов под влиянием температурного воздействия. Вегетативные формы микроорганизмов в основном инактивируются при t° 60-70° в течение 1 -10 минут, 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 минут до 2-3 часов.

Стерилизация обеспечивает освобождение консервируемого пищевого продукта от вегетативных форм микроорганизмов и от спор. При стерилизации используются режимы с t° 108-120° в течение 40- 90 минут.

Консервирование жидких пищевых продуктов - молока, овощных и фруктовых соков, пива - производится пастеризацией. При этом пищевой продукт освобождается от жизнеспособных патогенных микроорганизмов кишечной группы, микобактерий туберкулеза и некоторых других микроорганизмов. Различают низкую пастеризацию, которая проводится при t° 65° в течение 20 минут, и высокую - при t° 85-90° в течение не более 1 минуты. При этом обеспечивается достаточный эффект с минимальным изменением пищевых и вкусовых свойств пастеризуемых продуктов.

Низкая температура является лучшим консервирующим фактором, обеспечивающим сохранение скоропортящихся пищевых продуктов с наименьшими изменениями природных свойств и наименьшими потерями биологически активных компонентов пищи - витаминов, ферментов и другого. Под действием низкой температуры (-20° и ниже) большинство микроорганизмов прекращает свое развитие, за исключением психрофилов, грнбков и плесени, которые сохраняют жизнеспособность при t° - 20° и ниже. Низкая температура, применяемая при консервации, не убивает микроорганизмы, а только прекращает их рост. Такие патогенные микроорганизмы, как сальмонеллы и стафилококки, выживают в замороженных пищевых продуктах в течение нескольких месяцев.

Консервация низкой температурой производится путем охлаждения пищевого продукта или его замораживания. Охлаждение представляет собой воздействие низкой температуры на пищевой продукт с доведением температуры в толще его от 4 до 0°. При охлаждении пищевой продукт, не подвергаясь замораживанию, сохраняет свои пищевые, вкусовые и биологические свойства. Наиболее часто консервация охлаждением подвергается мясо. Хранение охлажденных продуктов производится в холодильных камерах при t° от 0 до 2° и относительной влажности не выше 85%. Охлажденное мясо может храниться без признаков порчи до 20 суток.

Замораживание существенно нарушает структуру клеток и тканей замораживаемых продуктов, которые после оттаивания резко отличаются от свежих продуктов (рис., а). При медленном замораживании в клетках консервируемого пищевого продукта образуются крупные кристаллы льда (рис., в, г), которые разрушают оболочки и клеточные элементы. В процессе оттаивания вода не возвращается в коллоиды и продукт подвергается дегидратации; при этом теряются белковые и другие питательные вещества. Сохранить высокое качество продуктов при оттаивании помогает способ быстрого замораживания. В этом случае образуется большое количество мелких кристаллов (рис., б); при их оттаивании вода легко возвращается в коллоиды, из которых они образовались. Быстрое замораживание дает минимальные потери витаминов и обеспечивает наименьшее развитие микроорганизмов в продуктах.

Рис. 1 Схематическое изображение микропрепаратов мышечной ткани при различной скорости замораживания: а - ткань парного мяса (дана для сравнения); б - очень быстро замороженная (на рисунке видно большое количество мелких кристаллов льда); в - медленно замороженная (кристаллы льда крупнее); г - очень медленно замороженная (видны большие кристаллы льда). Кристаллы льда указаны стрелками.

Качество замороженных продуктов зависит от способа оттаивания. Быстрое оттаивание замороженного мяса сопровождается значительными потерями питательных, экстрактивных и биологически активных веществ. Поэтому замороженное мясо следует оттаивать медленно.

Обезвоживание

Обезвоживание (сушка) - консервирование, основанное на прекращении жизнедеятельности микроорганизмов при содержании влаги в пищевом продукте менее 15%. При консервировании сушкой микроорганизмы не погибают, а переходят в состояние анабиоза; при увлажнении продукта они вновь становятся жизнеспособными. Сушка при обычном атмосферном давлении может быть естественной и искусственной. Консервирование методам естественной сушки относятся солнечная сушка (получение сухих фруктов) и вяление (в целях длительного сохранения рыбных продуктов).

Искусственная камерная сушка может быть струйной, распылительной и пленочной. При струйном методе сушка производится в сушильных камерах, в которых пищевые продукты подвергаются непрерывному действию струи горячего воздуха, поступающего из калориферов; влага удаляется через специальные вентиляционные системы.

Распылительная сушка, используемая для обезвоживания жидких пищевых продуктов (молока, яиц, томатного сока), производится в специальной камере при t° 90-150° путем распыления жидкого продукта через форсунку в тонкую взвесь, которая под действием горячего воздуха быстро высыхает и в виде порошка оседает на дно камеры. При распылительной сушке продукт подвергается кратковременному действию высокой температуры, в связи с чем он мало изменяется и сохраняет все свои природные свойства. Получаемые таким образом сухие продукты (порошки) при добавлении воды легко восстанавливаются в исходный продукт, пригодный для употребления.

Консервация жидких продуктов может быть произведено и методом пленочной сушки посредством нанесения жидкого продукта на нагретую поверхность вращающегося барабана. Продукты, полученные методом пленочной сушки, значительно уступают продуктам, изготовленным распылительной сушкой. Так, растворимость молочного порошка от распылительной сушки достигает 97-99%, тогда как сухое молоко пленочной сушки растворяется только на 80- 85%.

Вакуумная сушка, производимая обычно при невысокой температуре, обеспечивает полную сохранность пищевых продуктов. Одним из видов вакуумной сушки является лиофилизация. Основным принципом лиофилизации как метода консервации является обезвоживание продукта в условиях вакуума и удаление влаги непосредственно из кристаллов льда, минуя жидкую фазу. В процессе лиофилизации различают три периода. В первом периоде загруженные в сублиматор продукты подвергаются действию глубокого вакуума, при котором продукт самозамораживается и непосредственно из кристаллов льда происходит испарение влаги. В высушиваемых продуктах температура достигает -17°. Этот период длится 15-25 минут, в течение которых удаляется около 18% влаги. Во втором периоде при t° -10-20° удаляется около 80% влаги, затем плиты, на которых расположены высушиваемые продукты, нагревают. При этом продукты не размораживаются, и удаление влаги продолжается непосредственно из кристаллов льда. Сушка во втором периоде продолжается 10-20 часов в зависимости от влажности и веса продукта. В третьем периоде производится тепловая вакуумная сушка при t° 45-50° в течение 3-4 часов.

Соление и консервирование сахаром

Соление и консервирование сахаром производятся на основе повышения осмотического давления. Этот метод консервирования основан на свойстве микроорганизмов сохранять жизнеспособность только при условии определенной разности осмотического давления внутри бактериальной клетки и окружающей среды (осмотическое давление в бактериальной клетке несколько выше, чем в окружающей среде). Повышение осмотического давления в пищевом продукте приводит к нарушению обмена между микробной клеткой и внешней средой, к обезвоживанию клетки, уменьшению объема протоплазмы и гибели микробной клетки. Высоким осмотическим давлением отличаются расворы поваренной соли и сахара. Так, осмотическое давление 1% раствора поваренной соли или сахара равно 6,1 атмосферы.

При консервировании солением применяются 8-12% растворы поваренной соли, что соответствует 50-73 атмосфер осмотического давления, которое обеспечивает надежный консервирующий эффект. Однако имеются микроорганизмы (Serratia salinaria), способные выдерживать высокие концентрации поваренной соли (до 15-20%). В практике используются сухой, мокрый, теплый и холодный посолы. При сухом посоле засаливаемые продукты обрабатываются сухой солью, без рассола. Мокрый, или тузлучный, посол производится путем погружения продукта в заранее приготовленный насыщенный солевой раствор. Посол замороженных продуктов называется холодным, а посол при температуре окружающего воздуха - теплым. К. солением сопровождается некоторой потерей питательных веществ.

При консервировании сахаром обычно создается концентрация его около 60%, что соответствует 350 атмосфер осмотического давления. Столь высокое давление обеспечивает надежный консервирующий эффект - хранение в течение длительного срока при любой температуре окружающей среды.

Маринование и квашение

Маринование и квашение основаны на способности микроорганизмов развиваться вузких пределах рН. Изменение величины рН нарушает дисперсность протоплазмы микробной клетки и прекращает ее жизнедеятельность. Так, при рН ниже 4,5 прекращается жизнедеятельность гнилостных бактерий (изменение концентрации водородных ионов напрактике осуществляется методом маринования). При мариновании используются пищевые кислоты, в том числе уксусная кислота, которая в концентрации 4-6% вызывает гибель микроорганизмов, а в концентрации 1 -1,8% ослабляет жизнедеятельность микроорганизмов и переводит их в состояние анабиоза. Для повышения эффективности консервирования маринование сочетается с пастеризацией и солением. Маринованные продукты должны храниться притемпературе не выше 6°.

При квашении изменение концентрации водородных ионов сочетают со специфическим действием молочной кислоты - сахар сбраживается в молочную кислоту. Под влиянием квашения полностью подавляется жизнедеятельность патогенной неспороносной микрофлоры и происходит инактивация яиц гельминтов.

Консервирование с помощью антисептических средств и антибиотиков

Химические консерванты при консервировании пищевых продуктов в нашейстране применяются ограниченно; допускаются только некоторые химические вещества в количествах, не вредных для здоровья потребителей. В качестве химических консервантов используются пищевые антисептики (бензойная, сернистая и сорбиновая кислоты), антибиотики и антиокислители. Бензойная кислота в применяемых для консервации количествах безвредна, однако ее консервирующие свойства невелики. Безусловно допустимая суточная доза бензойной кислоты до 5 мг/кг и условно допустимая доза 5-10 мг/кг массы тела. В СССР бензойная кислота допускается в мармеладе, пастиле, повидле и в меланже в количестве 700 мг/кг; в презервах (кильки) и плодово-ягодных соках - 1000 мг/кг. Сернистая кислота, сернистый ангидрид, бисульфат натрия и пиросульфатнатрия применяются для сульфитации плодов и овощей. Под влиянием сульфитации обеспечивается лучшая сохраняемость продуктов и более высокое содержание в них аскорбиновой кислоты. Сульфитированные овощи и плоды в процессе тепловой обработки подвергаются частичной десульфитации. Содержание сернистой кислоты во фруктовых соках и сухих фруктах допускается до 100 мг/кг, в томате-пюре - до 1500 мг/кг. Сорбиновая кислота наиболее приемлема для консервирования пищевых продуктов. Она характеризуется высоким антимикробным действием и наименьшим проявлением каких-либо отрицательных действий на организм. Превращение сорбиновой кислоты в организме происходит по типу превращений ненасыщенных жирных кислот. Безусловно допустимая суточная доза сорбиновой кислоты - до 12,5 мг/кг, условно допустимая доза - 12,5-25 мг/кг массы тела. Сорбиновая кислота допускается в безалкогольных напитках в количестве 300-500 мг/кг, в плодово-ягодных соках и сгущенном молоке - 1000 мг/кг, при обработке поверхности сыров - 2000 мг/кг, а полукопченых колбас - 5000 мг/кг. Антибиотики для целей консервации применяются в крайне ограниченном ассортименте и объеме. В пищевой промышленности допускаются только такие антибиотики, которые не применяются в медицине для лечебных целей и которые наряду с высоким антимикробным действием неустойчивы в окружающей среде и инактивируются при тепловой обработке. В виде исключения в пищевой промышленности используется биомицин - только в виде биомицинового льда (5 г тетрациклина на 1т льда). Биомициновый лед используется при перевозке на дальние расстояния рыбы тресковых пород и мяса. Применение хлортетрациклинагидрохлорида для консервации продуктов питания в нашей стране не допускается. В СССР временно разрешено применение двух антибиотиков - нистатина и хлортетрациклинагидрохлорида для обработки мясных туш путем орошения их растворами (хлортетрациклинагидрохлорид - 100 мг и нистатин - 200 мг на 1 л воды). Для обработки некоторых овощных и фруктовых продуктов применяется низин, к которому особенно чувствительны стафилококки. Низин обладает способностью снижать устойчивость спор к нагреванию, что способствует более эффективной их инактивации. Антиокислители применяются для предупреждения порчи жиров. В качестве антиокислителей жиров допущены бутилоксианизол, бутилокситолуол и додецилгаллат. В качестве антиокислителей жиров может использоваться аскорбиновая кислота и аскорбилпальмитат.

Копчение и презервирование

Копчение и презервирование относятся к комбинированным методам консервирования. В основе копчения лежит действие на продукт дыма, обладающего консервирующими свойствами. В коптильном дыму содержится комплекс продуктов возгонки, проявляющий антисептическое действие. Среди продуктов коптильного дыма имеются смолы и некоторые вещества, относимые к канцерогенным. В связи с канцерогенной опасностью в современных условиях дымовое копчение заменено применением коптильной жидкости, свободной от веществ, обладающих канцерогенными свойствами. Копчение включает комплекс воздействий на пищевой продукт - соление, высушивание, нагревание. Различают горячее (t° 80-140° в течение нескольких часов) и холодное (при t° не выше 40°) копчение. Эти виды копчения применяются главным образом при консервировании рыбы. Рыба горячего копчения относится к скоропортящимся продуктам, срок ее хранения не должен превышать 72 часа. Холодному копчению подвергают предварительно засоленную рыбу.

Презервирование представляет собой комплекс воздействий, обеспечивающих сохранность продуктов в герметической таре без признаков порчи в течение нескольких месяцев. В качестве консервирующих факторов при этом используются маринование, соление и пастеризация. Хранение презервов должно производиться при t° 6-8°.

Некоторую перспективность имеет консервирование ионизирующим излучением. Этот метод всесторонне изучается во многих странах мира.

Вас категорически не устраивает перспектива безвозвратно исчезнуть из этого мира? Вы желаете прожить ещё одну жизнь? Начать всё заново? Исправить ошибки этой жизни? Осуществить несбывшиеся мечты? Перейдите по ссылке:

1. Физические методы консервирования

2. Физико-химические методы консервирования

3. Биохимические методы консервирования

4. Химические методы консервирования

5. Комбинированные методы консервирования

Консервирование как метод обработки продуктов позволяет устроить устранить сезонность в потреблении некоторых продуктов, расширить ассортимент продовольственных товаров, повысить степень готовности продуктов к употреблению в пищу.

Действие консервирующих факторов направлено на замедление или прекращение ферментативных процессов, а также на подавление жизнедеятельности или уничтожение микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов.

Методы консервирования в зависимости от природы факторов, оказывающих консервирующее действие, подразделяют на физические, физико-химические, биохимические, химические и комбинированные.

I. К физическим методам относят консервирование, основанное на действии высоких и низких температур, механическую стерилизацию, обработку продуктов ионизирующим излучением, ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком.

Различают два метода высокотемпературной обработки – пастеризацию и стерилизацию.

При пастеризации продукт нагревают до температуры 63-70 °С и выдерживают при этой температуре некоторое время.

При такой обработке инактивируются ферменты, погибают вегетативные формы микроорганизмов, но споры остаются в жизнеспособном состоянии и при возникновении благоприятных условий начинают развиваться. Поэтому пастеризованные продукты (молоко, творог и др.) хранят при пониженных температурах в течение ограниченного периода времени.

Различают длительную (при температуре 63-65 °С в течение 30-40 мин), короткую (при температуре 85-90 °С в течение 0,5-1 мин) и мгновенную пастеризацию (при температуре 98 °С в течение нескольких секунд).

Стерилизация – это нагревание пищевых продуктов при температуре выше 100 °С. При стерилизации погибают не только вегетативные формы микроорганизмов, но и большинство спор. Поэтому стерилизованные продукты хорошо сохраняются даже при комнатной температуре, но стерилизованные продукты обладают пониженной пищевой ценностью, так как при высоких температурах разрушаются витамины, белки и другие биологически активные соединения.

Чаще всего стерилизацию проводят при температуре 113-120 °С в течение 15-60 мин. Используют также асептическую стерилизацию – кратковременный нагрев (в течение нескольких секунд) до температуры 150 °С, быстрое охлаждение до температуры 30-40 °С и асептический розлив (расфасовку) в стерильную тару.

Низкотемпературная обработка не приводит к необратимой инактивации ферментов и гибели микроорганизмов. Пищевая ценность охлажденных и замороженных продуктов не претерпевает существенных изменений.

Охлаждение – это обработка и хранение пищевых продуктов при температуре, близкой к криоскопической (температура замерзания клеточного сока). Для большинства продуктов эта температура находится около 0°С.

Разновидностью метода является переохлаждение , которое проводят при более низкие температурах, чем охлаждение, но при более высоких, чем замораживание. В переохлажденном состоянии транспортируют на дальние расстояния мясо и рыбу, хранят яйца (при температуре от -1°С до -2°С).

Замораживание – обработка и хранение пищевых продуктов при температуре -6…-8°С и ниже. Замороженные продукты сохраняются от нескольких месяцев (плоды и овощи) до года и более (мясо). Качество замороженных продуктов зависит от скорости замораживания и способа размораживания. При быстром замораживании (при температуре -30…-40°С) в продукте образуются мелкие кристаллы льда, которые равномерно распределяются и не разрушают клеточные стенки (потери клеточного сока при размораживании минимальны). При медленном размораживании при температуре от 0 до 4°С кристаллы оттаивают постепенно, и коллоиды клеток успевают связывать образующуюся влагу. Подобная технология замораживания и размораживания позволяет максимально сохранить качество, в том числе пищевую ценность продукта.

Замораживание осуществляют разными способами:

С использованием естественного холода (-6…-8°С и ниже);

С использованием скороморозильных аппаратов и камер при температуре -18…-30°С;

С использованием метода флюидизации (замораживание в кипящем слое) – через слой продукта снизу вверх подается интенсивный поток холодного воздуха, продукт переходит во взвешенное состояние, хорошо перемешивается, быстро отдает тепло, отдельные частицы не слипаются;

В атмосфере жидкого азота при температуре от -80 до -190°С и др.

По пищевой ценности замороженные продукты уступают охлажденным.

Механическая стерилизация – это метод консервирования, основанный на использовании обеспложивающих фильтров, размер пор которых меньше, чем размер клеток микроорганизмов. Используется для жидких продуктов: осветленных соков, виноградных вин, пива и др. Достоинством метода является максимальное сохранение пищевой ценности – органолептических свойств, биологически активных веществ.

Консервирование с помощью ионизирующих излучений находится в стадии разработки и используется для обработки тары и упаковочных материалов.

Ультрафиолетовое облучение используют для стерилизации поверхности мясных туш, колбасных изделий, для обработки складских помещений. Механизм: денатурация нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов микроорганизмов (l=250-280 нм).

Ультразвук (колебания частотой выше 20 кГц) применяют для консервирования молока, виноградного сусла, обеззараживания воды, стерилизации консервов. Микроорганизмы погибают в результате кавитации – под воздействием звуковой волны в жидкости образуются мелкие разрывы, приводящие к нарушению всех процессов жизнедеятельности клетки.

Консервирование токами ультравысокой и сверхвысокой частоты (УВЧ и СВЧ) основано на быстром равномерном прогреве продукта до температуры 100°С и выше. При таком нагревании хорошо сохраняется пищевая ценность и быстро достигается эффект стерилизации. Метод используется для стерилизации соков, молока, обеззараживании зерна, крупы, муки.

II. Физико-химические методы консервирования основаны на повышении осмотического давления, либо путем обезвоживания продукта, либо путем увеличения концентрации сухих веществ. В условиях высокого осмотического давления, при недостатке или отсутствием свободной воды микроорганизмы прекращают свою жизнедеятельность, а ферменты инактивируются.

К физико-химическим методы консервирование относят сушку, концентрирование, консервирование солью (посол) и сахаром.

Сушка – это метод консервирования, основанный на удалении влаги из продукта до остаточного содержания от 3 до 25%. При высушивании частично улетучивается ароматические вещества, изменяется цвет и консистенция продукта, разрушаются витамины и другие термолабильные соединения. Перед использованием высушенные продукты проходят, как правило, предварительную подготовку для восстановления первичной структуры. Срок хранения высушенных продуктов от 6 мес. до 2 лет в условиях низкой относительной влажности воздуха, так как они обладают высокой гигроскопичностью.

Посол используют для консервирования рыбы, мяса, овощей и других продуктов. Различают сухой, мокрый и смешанный посол, холодный (-10…0°С), охлажденный (0…5°С) и теплый (10°С и выше).

За счет диффузионных процессов при посоле изменяется структура продукта, формируются новые вкусовые и ароматические свойства. Пищевая ценность продукта снижается, так как клеточный сок с питательными веществами диффундирует в рассол.

Консервирование сахаром используют при производстве варенья, джема, повидла, сиропов. Метод чаще всего сочетают с тепловой обработкой.

III. Биохимические методы основаны на консервирующем действии веществ, образующихся в результате биохимических реакций. К биохимическим методам относят квашение овощей или мочение плодов и ягод.

Методы основанны на консервирующем действии молочной кислоты, образующейся и накапливающейся при молочнокислом брожении, и этилового спирта, образующегося и накапливающегося при спиртовом брожении. При квашении овощей добавляют поваренную соль в концентрации 2-6% (при мочении плодов – соль и сахар) для выделения клеточного сока, богатого сахаром и являющегося субстратом для развития молочнокислых бактерий. Квашение проводят в 2 стадии: на первой стадии (стадия ферментации) поддерживают температуру 18-25°С для интенсивного размножения молочнокислых бактерий. На второй – продукт охлаждают до 0-5°С и выдерживают при этой температуре для накопления молочной кислоты.

Молочная кислота подавляет жизнедеятельность гнилостных бактерий, но не влияет на развитие уксуснокислых бактерий, но не влияет на развитие уксуснокислых бактерий и плесеней, поэтому квашеные и моченые продукты хранят при пониженной температуре (0-2°С) в анаэробных условиях.

IV. Химические методы консервирования основаны на бактерицидном действии химических веществ (консервантов). В качестве консервантов используют органические кислоты (уксусную, сорбиновую, бензойную, сернистую и др.). Так, например консервирование уксусной кислотой в концентрации 1,2-1,8% называется маринованием. Сорбиновую кислоту и сорбат натрия используют в качестве консерванта при изготовлении тортов.

V. Комбинированные методы консервирования основаны на совместном действии нескольких консервирующих факторов: копчение, вяление, изготовление пресервов.