Способы консервирования пищевых продуктов

Введение

Слово «консервирование» произошло от латинского слова conserve, что означает «предохранение». Научные основы современных методов консервирования были даны еще в XIX веке, когда кроме видимых виновников разложения продуктов, таких, как плесень и грибки, были обнаружены и невидимые формы микроорганизмов, бактерии и дрожжевые грибки. Это открытие сделал знаменитый французский химик Луи Пастер (1822 - 1895), который подробно изучил прежде всего дрожжевые и патогенные микробы и одновременно заложил научную основу умерщвления их спор. В честь него был назван «Пастеризацией» способ частичной стерилизации веществ, прежде всего жидких, повышенной температурой

В конце XIX столетия в качестве консерванта стали применять  муравьиную кислоту, а в начале XX века — бензойную кислоту, которая  и сегодня используется в больших масштабах. С течением времени список применяемых консервантов пополнился спиртом, коптильным дымом, сернистой кислотой, уксусной, молочной и некоторыми другими органическими кислотами.

Сдвиги в консервировании  продовольствия появляются с началом  индустриализации. Потребитель становится требовательнее, его больше не удовлетворяет  качество пищи, сохраняемой с помощью  известных к тому времени консервирующих средств, — они слишком сильно изменяют структуру и свойства продуктов питания.

 Дальнейшая эволюция принесло не только знание причин разложения, но и дальнейших биохимических изменений, объяснила значение продуктового метаболизма (обмена веществ), как исходных веществ, так и потребности метаболизма человека, для которого вполне хватает основных питательных веществ, таких как сахариды, липиды и белки и биокатализаторов, прежде всего, витаминов, ферментов, веществ роста, пигментов и антибиотиков. Это дало возможность научной специальности консервирования продуктов, которая рациональным способом обеспечивает долговременное хранение трудно сохраняемых продуктов, прежде всего, фруктов и овощей, для круглогодичного употребления и в такой форме, которая лучше всего сохраняет их первоначальный вид. 
 В последние 15—20 лет наблюдается сильное стремление к потреблению свежих продуктов питания. В связи с этим промышленность старается сократить путь от производителя к потребителю. В развитых странах для сохранения свежих продуктов широко используют охлаждение (даже во время транспортировки).

Современные тенденции развития способов сохранения продуктов питания дают основания полагать, что в недалеком будущем станут применяться «щадящие» способы химического консервирования. Под этим следует понимать применение веществ, которые могут быть получены из растений или микроорганизмов, проявляющих антимикробные свойства. Такие вещества неспециалисты считают менее подозрительными, потому что это природные соединения.

Примечательно, что в публикациях, направленных против пищевых добавок, консерванты критикуются меньше всего, так как критикам известно, что в определённых случаях применение консервантов защищает здоровье потребителей. Таким образом, несомненно, что химическое консервирование продуктов питания сохранит свое значение и в будущем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Способы консервирования  пищевых продуктов

1.11 Способы консервирования

Основная задача консервирования  – подготовить продукт для  длительного хранения, чтобы он не утратил при этом вкусовых и питательных  качеств свежего сырья.

В свежем виде фрукты, овощи, мясо быстро портятся в результате действия различных видов микробов и активности ферментов. В процессе своей деятельности (своего существования) микроорганизмы используют растительную и животную ткань как питательную  среду, вследствие чего происходят коренные изменения ее химической структуры.

Ферменты — сложные органические соединения, при их непосредственном участии осуществляются химические реакции, которые являются причиной распада тканей растительного и животного происхождения; ферменты уничтожают или, наоборот, создают питательные вещества, продукт потребления. Для некоторых микроорганизмов характерны такие особенности, которые можно использовать при консервировании пищевых продуктов. Так, например, под действием молочнокислых бактерий фруктовый сахар (сахар, содержащийся во фруктах и овощах) превращается в молочную кислоту, которая имеет способность консервировать, приостанавливать многие биохимические процессы. Именно на основе этой реакции строится процесс консервирования овощей (квашение капусты, засолка огурцов и т.д.). Но в большинстве случаев влияние данных микроорганизмов отрицательно сказывается на качестве пищевых продуктов. Основная задача консервирования – предотвратить пагубное влияние микроорганизмов и ферментов на продукты. При консервировании пищевого сырья создаются такие условия, при которых подавляется или полностью исключается деятельность микроорганизмов.

В практике используются различные  способы консервирования: стерилизация, сушка, консервирование с помощью  сахара, замораживание и др.

В  настоящее время  чаще всего пользуются следующими способами:

1. Консервирование путём стерилизации. Консервируемые продукты (фрукты, овощи и др.) укладывают в герметически закрываемую посуду и нагревают до температуры 100 °С и выше, то есть когда микроорганизмы погибают.
2. Сушка, выпаривание. Из свежего сырья устраняют лишнюю воду. Высушенные продукты – неблагоприятная среда для роста микроорганизмов, поскольку она содержит малую часть воды.
3. Консервирование с помощью сахара и путем концентрации. Этим способом консервируют фруктовые соки с мякотью и без нее, нагревая их до тех пор, пока значительная часть воды не испарится. В продуктах в концентрированном виде задерживается развитие большинства микроорганизмов. Часто в концентрированные растворы добавляют 40—50 % сахара. По такому принципу приготовляют мармелад, джемы, сиропы и т.д.
4. Консервирование путем создания благоприятных условий для молочнокислого брожения. На этом принципе основано соление, квашение, мочение фруктов. Чтобы успешно выполнить рассматриваемый способ консервирования, необходимо знать химический состав данного вида и сорта фруктов.

Выше уже упоминалось, что во фруктах под действием  различных факторов происходят нежелательные  изменения. Поскольку фрукты играют важную роль в питании человека, необходимо предусмотреть хранение этого продукта таким образом, чтобы  обеспечить его потребление в  межсезонный период. Одна из задач  консервирования – это переработка  сырья, в частности фруктов в  свежем виде, легко поддающихся порче, в продукт, пригодный для длительного  хранения с учетом естественных особенностей и качеств соответствующего сорта.

Способы консервирования  пищевых продуктов можно разделить  на три группы — физические, химические и биологические.

При консервировании сырьевово продукта с учетом его физических особенностей в сырье или продукт никакие консервирующие вещества не добавляются. К этим методам консервирования относятся охлаждение, замораживание, тепловая пастеризация и стерилизация, консервирование с помощью сахара при большой концентрации (варенье, джемы, повидло и т.п.), сушка.

Для существования микроорганизмов  необходима соответствующая благоприятная  температура, приблизительно 25 °С. Стоит понизить температуру до 0 °С (точка замерзания воды), как жизненные процессы в микробах замедляются, а при последующем понижении температуры – прекращаются полностью. На этом принципе основано хранение и консервирование фруктов, овощей и многих других пищевых продуктов в холодильниках, холодильных установках и предприятиях пищевой промышленности.

Тепловая пастеризация и  стерилизация относятся к наиболее распространённым способам консервирования, как в промышленном масштабе, так и в домашних условиях. Пастеризация протекает при нагревании до температуры ниже 100 °С (ее используют при консервировании всех видов фруктов;, при температуре выше 100 °С происходит стерилизация продуктов. На практике вместо одного варианта консервирования часто используют другой.

Когда температура окружающей среды достигает определённого теплового уровня, микробы (в зависимости от видов) погибают. Чем выше температура, тем быстрее уничтожаются микробы. Поэтому выгоднее стерилизовать консервы при высокой температуре в течение короткого времени, чем при более низкой температуре, но довольно продолжительное время.

Правильно проведённый процесс консервирования по методу стерилизации зависит от наличия микроорганизмов и кислотности среды. Существует прямая зависимость качественной стерилизации от количества микроорганизмов, находящихся в стерилизуемой cреде: отдельные бактерии из общего огромного множества могут перенести стерилизацию и не погибнуть, а впоследствии быстро размножаться. Поэтому, приступая к консервированию, следует тщательным образом проверить чистоту используемого сырья, а также тары (стеклопосуда, крышки, прокладки и т.п.) и вспомогательного инструмента и приспособлений, необходимого для консервирования. Кислая среда – естественная или искусственно созданная путем добавления в консервируемые продукты кислоты тормозит развитие микроорганизмов и спор, порой полостью уничтожая их. Однако кислые продукты (фрукты, изделия из них) и некоторые сорта овощных продуктов, мясных блюд и др. необходимо стерилизовать при температуре выше 100 °С или же повторять стерилизацию при 100 °С несколько раз [1, с. 115].

Правильная стерилизация консервируемых продуктов имеет  преимущество относительно иных способов консервирования – в них отсутствуют  химические консерванты или какие-либо побочные средства консервирования, а срок хранения этих консервов, причем без заметной потери качества, достигает нескольких лет. Поэтому в урожайный год можно, без сомнения, сделать запасы на длительный период, не опасаясь отсутствия сырья в годы неблагоприятных погодных условий.

Остановимся на следующем  методе консервирования с учетом использования физических свойств продукта – консервирование с помощью сахара при большой концентрации. Этим методом часто пользуются при изготовлении фруктовых джемов, мармелада, желе и т.п., подслащенных фруктов и сиропов. Хороший результат достигается в том случае, если содержание сахара (сухого продукта) в готовом виде не менее 60 %, при более низкой концентрации продукт обычно закисает, покрывается плесенью, портится.

Одним из важных и часто  применяемых на практике методов  является сушка (данный метод также  относится к способу консервирования  при использовании физических особенностей сырья). Это – почти самый древний  способ сохранения пищевых продуктов. При сушке понижается содержание воды, а доля сухого продукта повышается настолько, что микроорганизмы не могут  существовать в такой среде. Даже при небольшом содержании воды вредные  микроорганизмы снова начинают размножаться, что ведет к порче продукта. Сушка имеет свои традиции и используется для сохранения определённых видов фруктов.

При методах консервирования  с помощью химических веществ  используют бензойную кислоту или  бензонат натрия, муравьиную или сходную с ней уксусную кислоту в качестве добавки к продукту консервирования, что тормозит или вообще прекращает деятельность микробов.

Использование химических веществ при консервировании пищевых продуктов в производственных условиях осуществляется под строгим контролем учреждений здравоохранения, а перечень химических веществ, рекомендуемых к применению при консервировании, утверждается соответствующими органами, (например, запрещается использовать салициловую кислоту).

К биологическим методам  консервирования относится брожение, при котором образуются молочная кислота и спирт. При наличии  определённого процента спирта (12—14%) среда неблагоприятна для микроорганизмов. Именно эту особенность брожения используют при изготовлении фруктовых и виноградных вин.

Молочнокислое брожение возникает  в результате деятельности кисломолочных  бактерий, которые превращают сахар  в молочную кислоту, консервируя тем самым продукт [2, с. 157].

 

1.12 Физико-химические способы консервирования

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

Консервирование солью и сахаром основано на том, что большинство микроорганизмов не развивается в продуктах при повышенной концентрации соли и сахара, увеличивающих осмотическое давление.

 При консервирование 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. Солёные 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, сгущённого молока и др. Концентрация сахара при этом должна быть не менее 60—65 %. При этом микроорганизмы не могут использовать для своей жизнедеятельности питательные вещества. Клетки микроорганизмов обезвоживаются из-за более низкой концентрации сахара внутри них, чем снаружи. Этот процесс обезвоживает клетки микроорганизмов, и они погибают. Но при снижении концентрации сахарного сиропа в продукте создаются условия, благоприятные для развития микроорганизмов, что приводит к его сбраживанию и плесневению. Продукты с концентрацией сахара менее 65 % для лучшей сохранности пастеризуют в герметично закрытой посуде [3, с. 317].

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

Принцип сушки заключается в уменьшении микробиологической активности за счёт удаления свободной влаги из пищевых продуктов. Сушка приводит к уменьшению веса, а часто и объёма.

Наиболее часто используемыми методами сушки являются:

• сублимационная сушка;
• сушка распылением;
• конвективная сушка;
• кондуктивная (контактная) сушка;
• барабанная сушка;
• сушка на солнце;