Современные способы консервирования

Замороженные продукты уступают по качеству охлажденным, так как при длительном хранении изменяется их пищевая и вкусовая ценность, а также возможны потери питательных веществ при размораживании.

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

Пастеризацию проводят при температуре ниже 100оС. При таком нагревании погибают микроорганизмы, но споры их сохраняются. Поэтому хотя пастеризация и удлиняет сроки хранения товаров, она не гарантирует их полной сохранности. При пастеризации пищевая ценность продукта мало изменяется, лишь частично разрушаются витамины и некоторые другие биологически активные вещества.

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).

Стерилизация более эффективный метод консервирования, чем пастеризация. Стерилизацию проводят при температуре выше 100оС в течение определенного времени (от нескольких секунд – мгновенная стерилизация, до 1 часа) в зависимости от вида продуктов.

Стерилизация — это нагревание продовольственных товаров при температуре выше 100 °С. 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. [5]

При стерилизации погибают не только микроорганизмы, но и их споры, что удлиняет сроки хранения продуктов (до нескольких лет – консервы). Однако при стерилизации снижается пищевая ценность продукта, изменяется его вкус.

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.).

Консервирование ионизирующими излучениями называют холодной стерилизацией или пастеризацией, так как стерилизующий эффект достигается без повышения температуры. Для обработки продовольственных товаров используют α-, β-излучение, рентгеновское излучение, поток ускоренных электронов. Ионизирующая радиация основана на ионизации микроорганизмов, в результате чего они погибают. К консервированию ионизирующими излучениями относится радиационная стерилизация (радаппертизация) продуктов длительного хранения и радуризация пастеризующими дозами. Облучение продуктов проводят в инертных газах, вакууме, с применением окислителей, в условиях низких температур. Недостаток этого метода – 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. [7]

Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Это облучение лучами с длиной волны 60-400 нм. Особенно губительны УФЛ для патогенных микроорганизмов и гнилостных бактерий. 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 данного метода 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.

 

2.2 Физико-химические  методы

 

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

Сушка (обезвоживание). Этот древнейший способ консервирования основан на удалении влаги из продуктов, в результате чего микроорганизмы не способны развиваться. Сушат молоко, молочные продукты, рыбу, плоды, овощи, грибы. При сушке продукты значительно теряют в массе, что облегчает их транспортирование и хранение, увеличивается энергетическая ценность товара по сравнению с исходным сырьем. Сушеные продукты имеют большой срок хранения. Но при сушке имеет место ряд нежелательных изменений: окисление липидов и витаминов, ухудшение вкусо-ароматических свойств. Сушка бывает естественная (на солнце и в тени) и искусственная (тепловая, сублимационная, микроволновая). Тепловая сушка осуществляется в сушилках с помощью нагретого до температуры 60-200оС воздуха. [2]

В настоящее время на предприятиях пищевой промышленности используют различные способы сушки.

При конвективной сушке (нагретым воздухом) удаление влаги осуществляется воздухом температурой 80—120 ⁰С в сушильных установках. Таким способом сушат плоды, овощи, дрожжи и др.

Распылительная сушка применяется для обезвоживания жидких продуктов, которые распыляются в сушильной камере, куда подается воздух температурой 140-150 ⁰С. Продолжительность нахождения продукта в камере 5-30 с, при этом полностью сохраняются белки и витамины. Распылительную сушку применяют при производстве сухих молочных продуктов, яичного белка, фруктовых и овощных порошков и др.

Кондуктивная (контактная) сушка осуществляется при непосредственном контакте влажного продукта с нагретой поверхностью. (сушка молока, картофельного пюре). Недостатком этого способа является то, что при контакте с нагретой поверхностью происходит денатурация белков.

Сублимационная сушка – разновидность кондуктивного способа, основана на удалении влаги из замороженных продуктов путем возгонки (сублимации) воды, т.е. непосредственного перехода льда в пар, минуя жидкую фазу, в условиях глубокого вакуума.

При сублимационной сушке максимально сохраняются химический состав, пищевая ценность, органолептические свойства продукта, а срок хранения продукта может быть увеличен до 3 лет. Сублимационную сушку применяют для обезвоживания продуктов растительного и животного происхождения.

Радиационная сушка основана на переносе тепла от источника энергии путем электромагнитных колебаний через среду, прозрачную для теплового излучения. Достоинством радиационной обработки является подавление жизнедеятельности многих видов гнилостной микрофлоры и насекомых-вредителей при относительно низких дозах облучения. Облучение как промышленный способ обработки пищевого сырья применяют более чем в 20 странах.

Оптимизация процесса термообработки продукта связана с использованием инфракрасных лучей (ИКЛ). Особенность обработки продукта ИКЛ — создание высокого градиента влажности за счет быстрого уменьшения содержания влаги поверхностных слоев. Перспективно использование керамических материалов в качестве преобразователей ИКЛ. [6]

Консервирование поваренной солью и сахаром. Метод основан на увеличении концентрации сухих веществ в продукте, что ведет к плазмолизу клеток и гибели микроорганизмов. Необходимый эффект достигается при концентрации сахара 60-65%. Аналогичное действие оказывает поваренная соль в концентрации 10-20%. Консервирование сахаром обычно сочетается с варкой, пастеризацией или стерилизацией, что приводит к разрушению витаминов, ароматических и других веществ.

При посоле пищевая ценность продукта снижается, так как под воздействием соли клеточный сок вытекает, образуя рассол. При посоле некоторых видов рыб происходит их созревание, в результате чего получаются продукты питания с высокими вкусовыми свойствами. Особенность метода консервирования солью и сахаром заключается в том, что он значительно изменяет свойства сырья и в результате образуется продукт с новыми потребительскими свойствами.

 

2.3 Химические  методы

 

Для консервирования используют так же различные химические вещества, разрешенные органами здравоохранения - этиловый спирт, уксусную, сернистую, сорбиновую, бензойную, борную кислоты обладающие антимикробным действием.

Консервирование этиловым спиртом используется при производстве плодово-ягодных соков-полуфабрикатов. При концентрации этилового спирта 12-16% задерживается развитие, а при 18% подавляется жизнедеятельность микрофлоры.

Маринование- повышение кислотности среды при добавлении уксусной кислоты, которая в концентрации 1,2-1,8% подавляет деятельность микроорганизмов, в первую очередь гнилостных. Маринуют плоды, овощи, грибы, рыбу. [13]

Консервирование кислотами (антисептиками)- с применением сернистой кислоты, бензойной кислоты, сорбиновой кислоты (С6Н8О2).

Консервирование продуктов сернистой кислотой, ее солями называется сульфатацией. Сернистая кислота подавляет жизнедеятельность плесеней и бактерий; более устойчивы дрожжи. ту кислоту применяют для консервирования плодов, ягод, овощей, их полуфабрикатов.

Бензойная кислота (С6Н5СООН) подавляет действие дрожжей и плесеней, бактерии более устойчивы. Используют для консервирования плодоовощной, рыбной продукции.

Сорбиновая кислота (С6Н8О2) и ее соли используются для консервирования соков, пюре, маринадов. Эти вещества подавляют жизнедеятельность дрожжей и плесеней, но не действуют на бактерии. Сорбиновая кислота в концентрации 0,1% подавляет действие микроорганизмов сильнее, чем бензойная и сернистая, не изменяя органолептических свойств продукта; в небольших дозах она безвредна для человека.

Консервирование антибиотикам. Как и антисептики, антибиотики обладают бактерицидным действием. В настоящее время используют: биомицин (применяют для обработки мяса и рыбы; нистатин, действующий на дрожжи и грибы, вызывающие плесневение мяса; низин, задерживающий рост стафилококков, стрептококков и других патогенных микроорганизмов, используют при производстве молочных и плодоовощных консервов. [4]

Консервирование газами. Сущность метода заключается в изменении соотношения кислорода и углекислого газа, в результате чего подавляются жизнедеятельность и развитие микроорганизмов. Эффективно использование газовых сред в сочетании с холодильной обработкой пищевых продуктов, причем сроки хранения при этом увеличиваются в 2-3 раза. Различают регулируемые и модифицированные газовые среды. Консервирование газовыми средами широко используют для плодов, овощей, рыбы, мяса, птицы, колбасных изделий.

Озонирование — это обработка продуктов и помещений озоном, обладающим дезинфицирующим и дезодорирующим действием. В качестве сильного окислителя озон прекращает развитие бактерий, плесеней, их спор как на поверхности продукта, так и в воздухе. Для обработки пищевых продуктов (мяса, колбас, сыров) концентрация озона не должна превышать 10 мг/м3. При озонировании холодильных камер, тары и оборудования концентрация озона должна быть высокой - 25-40 мг/м3 в течение 12-48 ч, что позволяет снизить зараженность на 90%.

 

2.4 Биохимические  методы

 

К этим методам относится консервирование продуктов молочной кислотой и этиловым спиртом, которые образуются в результате молочнокислого и спиртового брожения.

Брожение – это метаболический анаэробный процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата служат одновременно и донором, и акцептором водорода. На молочнокислом брожении основано квашение плодов и овощей. Термин «квашение» обычно используют применительно к капусте, «соленые» - к огурцам и томатам; «моченые» - к яблокам, арбузам и ягодам. [11] 

Под действием молочнокислых бактерий углеводы преобразуются в молочную кислоту, которая придает специфический вкус готовому продукту. Молочная кислота в концентрации 0,5% тормозит развитие многих микроорганизмов. По достижении ее концентрации 1-2% действие молочных бактерий прекращается. Одновременно с молочнокислым протекает спиртовое брожение. Концентрация этилового спирта достигает в квашеной капусте и соленых огурцах 0,5-0,7%, в моченых яблоках - 0,8-1,8%.

При посоле и квашении используют поваренную соль в количестве 2-3%, которая вызывает плазмолиз растительных клеток, стимулируя процесс брожения, а также подавляюще действует на маслянокислые и другие бактерии.

Этиловый спирт образуется в результате спиртового брожения при сбраживании углеводов дрожжами. Спиртовое брожение используется в производстве вина. В виноградном и плодово-ягодном сусле углеводы находятся в доступном для брожения виде, т. е. содержат глюкозу и фруктозу, которые без предварительного гидролиза сбраживаются дрожжами. При содержании спирта в алкогольных напитках 10-20% развитие микроорганизмов подавляется, а при более высоких концентрациях спирта они погибают.

 

2.5 Комбинированные  методы

 

При комбинированных методах используют консервирующее действие нескольких факторов.

Копчение – это способ консервирования соленого полуфабриката веществами неполного сгорания древесины, содержащимися в дыме или коптильных препаратах. В этом методе сочетается консервирующее действие коптильных веществ, соли, высокой температуры или сушки. Отдельные вещества дыма и поваренная соль улучшают вкус продукта и придают ему запах копчения. Копчение бывает холодным (при температуре 18-40оС) и горячим (60-120оС). Широко используется копчение с применением коптильной жидкости. Преимущество его в том, что сокращаются сроки копчения и создается возможность исключения из коптильного препарата канцерогенных веществ, вредных для организма человека.

Вяление – это консервирование одновременным действием соли и высушивания. Вяление применяют для сохранения рыбы, иногда мяса. Действие соли и небольшого количества влаги подавляют развитие микроорганизмов. При низких температурах вяленые продукты сохраняются до нескольких месяцев. [9]