Принципы сохранения пищевых продуктов

Эти продукты являются скоропортящимися, поскольку содержание в них значительного количества воды, а также органических соединений создает благоприятные условия для развития и жизнедеятельности различных микроорганизмов и ферментов.

Совокупность свойств, от которых зависит степень использования пищевых продуктов по назначению, определяет их качество. Важно, чтобы пищевые продукты были свежими, питательными и вкусными.

Все скоропортящиеся продукты во время хранения подвергаются значительным изменениям. Если по отношению к ним не применить своевременно те или иные способы консервирования, то они относительно быстро придут в негодность. Следовательно, консервирование пищевых продуктов заключается в специальной их обработке для предохранения от порчи при хранении.

Продукты могут портиться под влиянием различных факторов:

• под действием кислорода воздуха и солнечных лучей;
• вследствие чрезмерно низкой или очень высокой влажности воздуха;
• вследствие биохимических процессов (деятельность тканевых ферментов);
• под влиянием микробиологического фактора.

Химические методы консервирования основаны на применении химических веществ, которые должны быть безвредными для человека и не должны изменять вкус, цвет и запах продукта.

В настоящее время в России в качестве консервантов разрешены следующие химические препараты: этиловый спирт, уксусная, сернистая, бензойная, сорбиновая кислоты и некоторые их соли, борная кислота, уротропин, отдельные антибиотики, озон, углекислый газ и ряд других.

К комбинированным методам консервирования относят дымное и бездымное копчение, а также некоторые другие способы, основанные на использовании нескольких видов консервантов одновременно.

Микроорганизмы и ферменты вызывают разложение белков, гидролиз жиров, глубокие превращения углеводов и другие изменения. Поэтому основная задача консервирования пищевых продуктов сводится к ограничению или устранению разрушительного действия микроорганизмов и тканевых ферментов.

Применяемые методы сохранения пищевых продуктов, в основу которых положено внешнее воздействие на биологические факторы порчи, классифицированы одним из основоположников товароведения проф. Я.Я. Никитинским, предложившим свести все существующие способы консервирования к четырем принципам — биозу, анабиозу, ценоанабиозу и абиозу.

Биоз — поддержание жизненных процессов в продуктах с использованием для этой цели иммунитета. Этот принцип применяют при хранении плодов и овощей, транспортировании и реализации живой рыбы, предубойном содержании скота, птицы.

Анабиоз — замедление, подавление жизнедеятельности микроорганизмов и активности тканевых фермснгон при помощи таких способов консервирования, как холодильная обработка и хранение, сушение и вяление, маринование, консервирование в сахарном сиропе и т.д.

Ценоанабиоз — подавление вредной микрофлоры за счет создания условий для жизнедеятельности полезной микрофлоры, способствующей сохранению продуктов (квашение, молочнокислое и спиртовое брожение при производстве и хранении кисломолочных продуктов.

Абиоз — прекращение жизнедеятельности микроорганизмов в продуктах (высокотемпературная обработка, применение лучистой енергии, токов высокой и сверхвысокой частоты, антибиотиков, антиоптиков и др.).

С биологической точки зрения все методы консервирования отличаются друг от друга тем, что при применении их достигается различная степень торможения нежелательных процессов в продуктах. При выборе метода консервирования, кроме основной цели (торможение нежелательных процессов), стремятся добиться максимальной сохраняемости продукта, а также экономичности процесса. Поэтому в практической деятельности часто разные способы консервирования комбинируют.

Лучшим способом консервирования является тот, который позволяет, возможно, более длительное время хранить продукт с наименьшими потерями пищевой ценности и массы. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает применение искусственного холода. С точки зрения экономичности холод превосходит методы тепловой обработки по затратам энергии.

В зависимости от решаемых задач продукты подвергаются разной глубине холодильной обработки (охлаждение, переохлаждение, подмораживание, замораживание, домораживание), а для восстановления натуральных свойств к продукту подводится теплота (отепление, размораживание).

Охлаждением называется процесс отвода теплоты от продуктов с понижением их температуры не ниже криоскопической. На практике все более широко применяют предварительное охлаждение, предшествующее любому последующему этапу технологического цикла обработки холодом и существенно снижающее потери при последующем хранении.

Переохлаждение — это процесс с понижением его температуры ниже криоскопической, сопровождающимся частичной кристаллизацией влаги в поверхностном слое. Продолжительность хранения продуктов в подмороженном состоянии увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с охлажденными.

Замораживание — отвод теплоты от продуктов с понижением температуры ниже криоскопической при кристаллизации большей части воды, содержащейся в продукте. Это предопределяет стойкость продуктов при длительном холодильном хранении.

Домораживание — понижение температуры до заданного уровня при отводе теплоты от частично замороженного продукта. Отепление — подвод теплоты к охлажденным продуктам с повышением их температуры до температуры окружающей среды или несколько ниже.

Размораживание — подвод теплоты к продуктам с целью декристаллизации содержащегося в них льда. В конце процесса температура продукта достигает 0°С и выше, кристаллы льда плавятся, и ткани поглощают влагу. Целью процесса размораживания является максимальное поглощение тканями влаги и полное восстановление первоначальных свойств продуктов.

Продолжительность холодильной обработки исчисляется минутами, часами, иногда сутками и влияет на качество и сохранность продуктов при последующем холодильном хранении.

Холодильное хранение — это хранение продуктов после холодильной обработки при заданном режиме в камере. Под режимом холодильной обработки и хранения понимают совокупность параметров и условий, влияющих на их качество (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, состав среды, укладка, продолжительность процесса).

Особое значение при холодильном хранении, в первую очередь при длительном, имеет сокращение потерь массы продуктов, что достигается строгим соблюдением режима и применением дополнительных методов.

Наиболее эффективное использование холодильного консервирования требует соблюдения единой непрерывной холодильной цепи на протяжении всего пути продукта от производства до потребителя.

Влияние низких температур на рост и размножение микроорганизмов

Термофилы — микроорганизмы, развивающиеся при температурах 20-80°С, оптимально при 50-75°С; мезофилы живут при 5-57°С, а психрофилы способны расти при относительно низких температурах — от 10 до −10°С. Нас интересуют именно психрофилы, развивающиеся в условиях холодильного хранения пищевых продуктов. Различают факультативные психрофилы, условия жизни которых приближаются к режиму мезофилов, и облигатные, т.е. строгие, психрофилы, способные размножаться только при низких температурах.

Психрофильные бактерии активно размножаются на продуктах с небольшой кислотностью — на мясе, рыбе, некислых молочных и овощных продуктах при −5 −8°С.

Большинство плесеней является психрофильными, они довольно активно развиваются на замороженных продуктах. Отдельные виды плесеней прекращают размножение лишь при −8 + −10°С. Они так же, как и дрожжи, размножаются главным образом на кислых продуктах. Являясь аэробами, плесени растут вплоть до температуры −2+-3°С, при более низкой их размножение прекращается.

Микроорганизмы бывают чувствительными, умеренно устойчивыми и нечувствительными к отрицательной температуре. Особенно чувствительны к низким температурам вегетативные клетки плесневых грибов и дрожжей. При отрицательных температурах легко погибают грамотрицательные бактерии, принадлежащие к группе coli, бактерии группы Psendomonas-Achromobacter и сальмонеллы. Более устойчивы к низким температурам грамположительные микроорганизмы, в том числе Str. aurus. Наиболее устойчивы почвенные бактерии. Споры бацилл клостридий нечувствительны к низким температурам, тогда как споры плесневых грибов проявляют умеренную устойчивость.

Устойчивость микроорганизмов к действию отрицательных температур зависит от трех факторов: температуры, скорости ее понижения и времени воздействия.

Действие отрицательных температур на микроорганизмы проявляется в изменении состояния воды в микробной клетке. Максимальное повреждающее действие оказывает внутриклеточное образование льда. Это приводит к повышению концентрации внутри- и внеклеточных растворов, что ведет к денатурации белков и нарушению барьеров проницаемости.

Однако повреждение микроорганизмов холодом может происходить и без образования льда. Гибель бактериальных клеток в результате холодового шока происходит при очень быстром охлаждении из-за низкого осмотического давления. При этом губительное действие низких температур связано с нарушением нуклеиновых кислот и целостности липидных мембран.

Устойчивость микроорганизмов к отрицательным температурам зависит и от продолжительности воздействия холода. В начале замораживания число бактериальных клеток быстро уменьшается, затем гибель микроорганизмов замедляется и, наконец, остаются устойчивые к низким температурам клетки, количество которых зависит от условий замораживания, индивидуальной устойчивости вида микробов.

Необходимо иметь в виду, что развитие микроорганизмов при температуре выше −10°С возможно и это может привести к снижению качества хранящегося продукта и даже к его порче. Так, при длительном хранении мороженного мяса при температуре выше −8°С могут развиваться плесневые грибы. Они появляются отдельными колониями, которые впоследствии увеличиваются и уплотняются. Мицелий гриба проникает в толщу мяса, и начинается спороношение. На поверхности продукта появляются белые, серые или черные пятна, в толще мяса накапливаются продукты жизнедеятельности плесеней, появляется затхлый запах. Аналогично протекают эти процессы при хранении мороженой рыбы и других продуктов.

В замороженных ягодах или фруктово-ягодных соках, хранящихся при температуре выше −8°С, образуется продукт жизнедеятельности дрожжей — спирт.