Способы консервирования пищевых продуктов

-    радиационная сушка.

Cублимационная сушка. Метод основан на удалении влаги из замороженных продуктов путем возгонки (сублимации) воды, т. е. непосредственного перехода льда в пар, минуя жидкую фазу, в условиях глубокого вакуума.

 На первой стадии  происходит быстрое замораживание  продукта до температуры не  выше -17 ⁰С в течение 15—20 мин. с удалением 10—15 % льда. На второй стадии происходит обезвоживание продуктов в результате нагрева плит, на которых они находятся. При этом продукт теряет до 80 % влаги. Продолжительность процесса сублимации 10—20 ч. На третьей стадии происходит тепловая вакуумная сушка, в результате которой удаляется адсорбционно-связанная влага в течение 3—4 ч до остаточной влажности продукта 3—6 %.

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.

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.

При конвективной сушке (нагретым воздухом) удаление влаги осуществляется воздухом температурой 80—120 ⁰С в сушильных установках. Таким способом сушат плоды, овощи, дрожжи и др. Но стоит отметить то,  что сушка солнцем и конвективная сушка вызывают существенные потери цвета продукта , что значительно ухудшает  его потребительские свойства, также наблюдаются значительные потери витамина С.

Кондуктивная сушка осуществляется при непосредственном контакте влажного продукта с нагретой поверхностью. Недостатком этого способа является то, что при контакте с нагретой поверхностью происходит денатурация белков.

Радиационная  сушка основывается на переносе тепла от источника энергии путем электромагнитных колебаний через среду, прозрачную для теплового излучения. Облучение как промышленный способ обработки пищевого сырья применяют более чем в 20 странах. Достоинством радиационной обработки является подавление жизнедеятельности многих видов гнилостной микрофлоры и насекомых-вредителей при относительно низких дозах облучения [4, с. 142].

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.

Вяление - это метод воздействия поваренной солью и подсушиванием продукта до частичного удаления влаги, достаточного для подавления микрофлоры. В основном вялят мясные и рыбные продукты. Вяленые продукты наряду с многими другими относятся к продуктам с промежуточной влажностью, так как они находятся в состоянии равновесия с относительной влажностью 60—85 %. Влажность таких продуктов 15—40 %. Они хорошо сохраняются без дополнительной термической обработки, имеют мягкую консистенцию и пригодны для употребления непосредственно в пищу [5, с. 213].

1.13 Биохимический способ консервирования

К биохимическим методам консервирования относят консервирование пищевых продуктов молочной кислотой (квашение, соление, мочение) и этиловым спиртом, которые образуются в результате молочнокислого и спиртового брожения. Эти вещества, образующиеся в продуктах в результате биохимических процессов, подавляют деятельность гнилостных микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов.

Биохимические процессы протекают  благодаря жизнедеятельности микроорганизмов, выделяющих особые вещества — так называемые ферменты или энзимы. Под влиянием энзимов одни вещества превращаются в другие. Сахар, например, под воздействием фермента дрожжей превращается в спирт, а слабый раствор спирта под влиянием фермента уксуснокислых бактерий становится уксусной кислотой

Брожение — это метаболический анаэробный процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата служат одновременно и донором, и акцептором водорода.

Молочнокислое брожение Действие молочнокислых бактерий приводит к превращению некоторых  сахаридов в молочную кислоту или в некоторые другие, менее желательные вещества (преимущественно, кислоты: уксусную, масляную, этанол, CO₂). Этот способ является классическим при консервации овощей. Обычно кислые фрукты не подвергают молочнокислому или спиртовому брожению, потому что они содержат мало сахаристых и белковых веществ, необходимых для брожения.

Время брожения значительно  зависит от температуры,  при  которой  оно происходит. При температурах около 20 ⁰C брожение проходит за 4—8  дней, в более холодный предзимний сезон при температурах около 15  ⁰C  за  3—4 недели. Низкие температуры способствуют увеличению времени квашения, что при длительном хранении продуктов выгоднее

Квашение - это консервирование кислотами, содержащимися в большом количестве во фруктах или получающимися при обычном биологическом процессе - квашении. Сюда можно отнести кислоту лимонную, виноградную, яблочную и молочную. С практической точки зрения чаще всего применяют слабое окисление до концентрации 1,5 % кислот при производстве компота и овощей в кислой заливке. Также готовят продукты при консервировании нагревом до температуры 100 ⁰С, т.е. пастеризации. Далее, иногда используют комбинации молочной и уксусной кислот в соотношении 2:1 с концентрацией 2 % при консервировании молочным брожением. В сущности консервированные изделия в переносимых вкусовых концентрациях дает только уксусная кислота, и то если в количестве не более 4—6 %. В настоящее время этот способ почти не употребляется [6, с. 209].

Соление. Консервирующее действие поваренной соли (NaCl) проявляется при концентрациях не менее 10 %, некоторые микроорганизмы переносят концентрацию до 30 %. На практике применяют более низкие концентрации соли в комбинации с квашением при консервировании овощей. Соль, как самостоятельный консервант, применяют только при сохранении овощей в соли. Пошинкованные и порезанные овощи пересыпают солью. Аналогично растирают чеснок с солью. Готовая продукция должна содержать до 20 % соли и храниться в сухом прохладном месте

Мочение - способ заготовки плодов и ягод впрок. Суть этого процесса в том, что часть сахара плодов и ягод под действием молочно-кислых бактерий и дрожжей превращается в молочную кислоту (0,5—1,5 %), спирт (1—3 %), углекислоту, которые оказывают консервирующее действие на плоды. Углекислота и спирт придают плодам освежающий вкус, наличие молочной кислоты повышает их питательную ценность [7, с. 223].

Одновременно с образованием молочной кислоты в квашеных овощах накапливается этиловый спирт, который тоже оказывает консервирующее действие. В готовом продукте его количество не превышает 05—07  %. Это не препятствует развитию молочнокислых бактерий, но заметно улучшает вкус продукции.

1.14 Химические способ консервирования продуктов

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

Консервирование кислотами (антисептиками). Антисептиками называются химические вещества, которые губительно действуют на микроорганизмы. Проникая в живые клетки, эти вещества взаимодействуют с белками протоплазмы, парализуя при этом жизненные функции, что приводит к гибели микроорганизмов.

Консервирование продуктов сернистой кислотой (H₂SO₃), ее солями, сернистым ангидридом называется сульфатацией. Сернистая кислота подавляет жизнедеятельность плесеней и бактерий; более устойчивы дрожжи. Эту кислоту применяют для консервирования плодов, ягод, овощей, их полуфабрикатов. Остаточное содержание сернистого ангидрида в сушеных плодах и овощах не должно превышать 0,01—0,06 %; в плодово-ягодном пюре —0,2 %; в соках 0,12—0,15 %.

Консервирование этиловым спиртом. Используется при производстве плодово-ягодных соков-полуфабрикатов. При концентрации этилового спирта 12—16 % задерживается развитие, а при 18 % подавляется жизнедеятельность микрофлоры. Спиртованные соки (25—30 %) применяют в производстве ликеро-водочных изделий.

Консервирование уксусной кислотой Уксусная кислота представляет собой бесцветную жидкость, кристаллизующуюся при 17 °С, кипящую при 118 °С и смешивающуюся с водой во всех отношениях. Действие уксусной кислоты  основано главным образом на снижении рН консервируемого продукта. Для этого необходима высокая её концентрация. Уксусная кислота проявляет антимикробное действие при содержании свыше 0,5 %. Она проникает через стенку клетки и денатурирует белки клеточной плазмы. 
Уксусная кислота усиливает чувствительность бактерий к нагреву, но не влияет на термостойкость дрожжей и плесневых грибов. 
Чаще всего уксусную кислоту добавляют при мариновании.

Маринование — повышение кислотности среды при добавлении уксусной кислоты, которая в концентрации 1,2—1,8 % подавляет деятельность микроорганизмов, в первую очередь гнилостных. Обычно маринование комбинируют с другими способами консервирования: квашением, солением, пастеризацией. Маринуют плоды, овощи, грибы, рыбу и др.

Бензойная кислота (С₆Н₅СООН) плохо растворяется в воде, поэтому для консервирования используют ее натриевую соль (С₆Н₅СООНNa).      Натриевая соль бесцветное, кристаллическое вещество без запаха.  При концентрации 0,05—0,1 % при рН 2,5—3 подавляют действие дрожжей и плесеней, но не подавляет бактерии т.к. они более устойчивы

Обычно используют 10—12 % водный раствор бензойной кислоты т.к. она влияет, прежде всего, на вкус изделия и может в различных концентрациях давать большие различия. Некоторые светлые фрукты могут потемнеть. Кипятить с изделием можно только незначительно. Используют при консервировании только кислых продуктов. В некислой среде мало очищает, не действует, прежде всего, на некоторые патогенные организмы. Готовые изделия должны содержать не выше 0,15 % бензойной кислоты. Из-за ее слабого консервирующего действия ее иногда комбинируют с соответствующим количеством других химических консервантов, прежде всего, с SO₂

Сорбиновая кислота(C₆H₈O₂) представляет собой белый порошок без вкуса и запаха, с наивысшей растворимостью в воде 0,2 %, хорошо растворяется в спирте. Сорбиновая кислота и её соли являются сильными антисептиками и используются для консервирования соков, пюре, маринадов, других продуктов с низким значением рН среды. Эта кислота подавляют жизнедеятельность дрожжей и плесеней, но не действуют на бактерии. В любых концентрациях не меняет органолептических свойств (вкуса, запаха, цвета и консистенции). Кипятить с продуктами из-за ее низкой текучести можно. Используют при консервировании в кислых средах. Не действует против бактерий молочнокислого брожения, поэтому иногда ее используют при производстве маринованных огурцов. Готовые изделия могут содержать не более 0,05 % сорбиновой кислоты. С выгодой ее используют в комбинации с SO₂ в половинной пропорции и прежде всего в консервировании подслащенных и десертных фруктовых вин, хранимых в бутылках при нормальной температуре. Оптимальная концентрация 0,15 % сорбиновой кислоты и такое же количество SO₂ с содержанием 10 % спирта. При более высоком содержании спирта можно снизить содержание сорбиновой кислоты на 10 % на каждый 1 % спирта.

Борная кислота Применение в консервации находят борная кислота (Н₃ВО₃) и бура ( Na₂В₄О₇ ∙ 10Н₂О). Оба вещества представляют собой белые блестящие пластинки или белый кристаллический порошок, умеренно растворимые в воде.     

Борная кислота эффективна главным образом против дрожжей. Плесневые грибы угнетаются мало, бактерии - только частично (некоторые виды вообще не угнетаются).

     Она широко применяеться как консервант для маргарина и масла. Борная кислота использовалась в концентрации 0,5—1 %, что заметно выше дозировок других консервантов. Борная кислота больше не используется как консервант для меланжа, мяса, рыба и морепродуктов. Иногда она применяется при консервировании икры в концентрации 0,3—0,5 % [8, с. 196].

Консервирование антибиотиками. Так же как и антисептики, антибиотики обладают бактерицидным действием. Антибиотики, используемые в пищевой промышленности, должны легко инактивироваться при тепловой обработке продукта. В настоящее время используют: биомицин (хлортетрациклин), действующий на слизеобразующие микроорганизмы, применяют для обработки мяса и рыбы, а также льда для охлаждения рыбы. Нистатин, действующий на дрожжи и грибы, вызывающие плесневение мяса; низин, задерживающий рост стафилококков, стрептококков, клостридий и других патогенных микроорганизмов, используют при производстве молочных и плодоовощных консервов [9, с. 112].

Консервирование газами. При консервации газами чаще всего применяют двуокись серы (SO₂). При нормальных условиях это бесцветный удушливый газ. Сущность метода заключается в изменении соотношения кислорода и углекислого газа, в результате чего подавляются жизнедеятельность и развитие микроорганизмов, а также замедляются ферментативные процессы в самих продуктах. Задержка развития плесеней происходит при концентрации СО₂ около 20 %, при 40—50% СО₂ их рост практически прекращается. Бактерии более устойчивы к СО₂. Более эффективно использование газовых сред в сочетании с холодильной обработкой пищевых продуктов, причём 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 заражённость на 90 % [10, с. 187].

1.15 Комбинированные способы консервирования