КОНСЕРВИРОВАНИЕ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Консервирование как способ удлинения сроков хранения
Консервирование (от лат. сопsirvarе— хранить, сохранять) — это обработка пищевых продуктов с целью сохранения их доброкачественности в течение длительного времени. Методы консервирования — это способы обработки пищевых продуктов из скоропортящегося растительного и животного сырья, которые приводят либо к уничтожению микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов, либо к временному прекращению или подавлению нежелательных ферментов, находящихся в продуктах. Методы консервирования пищевых продуктов можно разделить на физические, физико-химические, химические и биохимические.
Физические методы
Физические методы включают применение низких и высоких температур, обеспложивающих фильтров, ионизирующих излучений, ультрафиолетовых лучей и ультразвука. Низкие температуры — один из лучших методов длительного хранения скоропортящихся продуктов. Их используют для охлаждения и замораживания продуктов. Охлаждение — это хранение продуктов при температуре около О°С, не допуская их замораживания. Температура хранения того или иного продукта определяется температурой замерзания клеточного сока, которая зависит от состава и концентрации сухих веществ. Для яблок она колеблется от - 1, 4 до - 2, 8 °С, для винограда равна - 3, 8 °С, для лука— - 1, 6 °С, для рыбы — - 2 °С, для мяса — - 1, 2 °С, яиц —2,8 °С, молока — 0,5°С. Продолжительность хранения пищевых продуктов в охлажденном состоянии различна: от 24 ч — для молока до 6—10мес. — для плодов, овощей, сыров, яиц. Охлажденные мясо и рыбу можно хранить до 20 сут. (при температуре от 0 до - 1 °С). Оптимальные режимы хранения охлажденных плодов и овощей: семечковых и косточковых — от 0 до - 1 °С, картофеля — от 2 до 4°С, остальных видов овощей— от 0 до - 1 °С, для некоторых сортов яблок, лука, чеснока и капусты рекомендуется температура до - 2 — - 4 °С, для молока и молочных продуктов — от 0 до 8°С. Низкая температура замедляет жизнедеятельность микроорганизмов,тормозит биохимические процессы в продуктах.
|
|
Пищевая ценность охлажденных продуктов сохраняется. Замораживание — это охлаждение продукта ниже точки замерзания, т.е. до температуры, при которой свободная и физически связанная вода в большей части переходит в твердое состояние — лед. Этот способ применяется для более длительного сохранения мясных и рыбных продуктов, овощей, фруктов и др. Качество замороженных продуктов зависит от скорости замораживания, под которой обычно понимают скорость льдообразования от поверхности к центру. Когда процесс замораживания проходит м е д л е н н о (при температуре - 1 0 °С), то в межклеточном пространстве образуются крупные кристаллы льда, разрывающие оболочку клетки. При размораживании таких продуктов из них вытекает клеточный сок, и качество продукции ухудшается. При б ы с т р о м замораживании (температура - 3 0, - 4 0 °С) образуются мелкие кристаллы льда, которые равномерно распределены в тканях продукта и не деформируют клетки. При оттаивании таких продуктов образовавшаяся влага полностью связывается коллоидами клеток. В быстрозамороженных продуктах хорошо сохраняются витамины. Хранятся замороженные продукты при температуре - 1 8 °С. При замораживании микрофлора полностью не уничтожается и быстро развивается на продуктах после размораживания. Замороженные продукты по вкусовым и питательным свойствам уступают охлажденным. Так, мясо приобретает более твердую консистенцию из-за потери воды в процессе заморозки и хранения, теряет аромат и вкус. Это наблюдается в результате того, что при длительном хранении замороженных мяса и рыбы происходят гидролиз и окисление жиров, старение коллоидов. Высокая температура применяется для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов пищевых продуктов. К таким методам относятся пастеризация и стерилизация. Пастеризация — это тепловая обработка продуктов при температуре ниже 100 °С с целью подавления некоторых видов микрофлоры с невысокой термоустойчивостью. Различают пастеризацию д л и т е л ь н у ю (при 63—65 °С) в течение 30—40 мин и к о р о т к у ю (при 85—90 °С) в течение 1,0—1,5 мин. Иногда для удлинения сроков хранения продуктов проводят многократную пастеризацию — т и н д а л и з а ц и ю. Пастеризуют молоко, соки, варенье, джемы, плодово-ягодные компоты, пиво и др. При пастеризации продуктов сохраняется их пищевая ценность, но несколько снижа ется биологическая (частично разрушаются витамины и некоторые другие биологически активные вещества).
|
|
Стерилизация — это тепловая обработка продуктов при температуре 100 °С и выше с целью полного уничтожения микрофлоры. Продукты во время стерилизации и при последующем хранении находятся в герметически укупоренных стеклянных и жестяных банках, бутылях, поэтому сохраняются длительный срок (более года). Стерилизованные консервы готовят из мяса, рыбы, овощей, плодов, молока. Стерилизацию проводят в автоклавах при температуре 100—120 °С в течение 20—40 мин. При этом биологическая ценность продуктов снижается из-за частичного гидролиза жиров, углеводов, белков, разрушения витаминов, аминокислот (аргинина, лизина, цистеина). Консервирование с использованием обеспложивающих фильтров (механическая стерилизация) — это фильтрование жидких продуктов (соков) через специальные обеспложивающие фильтрующие пластинки (задерживающие микроорганизмы) с последующим розливом в стерильную тару и герметической ее укупоркой. Приготовленные таким способом соки сохраняют витамины, цвет, вкус и аромат свежих фруктов и ягод. Ионизирующее излучение (радиационная стерилизация гамма- и рентгеновскими излучениями) почти полностью подавляет развитие микроорганизмов. Применяется для стерилизации скоропортящихся фруктов, креветок, мяса, картофеля (особенно в атмосфере инертных газов, вакууме). Этот метод стерилизации продолжает изучаться. Консервирование токами ультравысокой (УВЧ) и сверхвысокой(СВЧ) частоты: продукты в герметически закрытой таре помещают в электромагнитное поле переменного тока. В массе продукта происходит усиленное движение заряженных частиц, что вызывает повышение температуры продукта до 100 °С и выше. По сравнению с обычной тепловой обработкой при стерилизации токами УВЧ и СВЧ тепло распределяется по всему объему продукта равномерно. Время обработки сокращается в 10—20 раз (продукты нагреваются до кипения в течение 30—50 с), обеспечиваются большая сохраняемость тиамина (витамина В1), лучшие органолептические показатели и более высокий бактерицидный эффект. Токи СВЧ применяются в общественном питании для разогрева и приготовления блюд, а также сублимационной сушки продуктов. Ультразвуковые волны: с помощью ультразвука (звуки с колебаниями свыше 20 кГц) достигается стерилизация молока, консервов, фруктовых соков, вод и других жидких продуктов. При таком методе стерилизации, исключающем тепловой нагрев, разрываются клетки микробов, вызывая их гибель. В продуктах сохраняются витамины и первоначальные вкусовые качества. Ультрафиолетовые лучи, имеющие частоту электромагнитных колебаний 1015 — 1017 Гц, губительно действуют на микроорганизмы. Они применяются для стерилизации поверхности колбасных изделий и мясных туш, для обеззараживания воздуха камер, холодильников и складов.
|
|
Физико-химические методы
К физико-химическим методам относятся сушка (обезвоживание) и консервирование поваренной солью и сахаром. Сушка как метод консервирования основан на том, что в значительно обезвоженных продуктах жизнедеятельность микроорганизмов приостанавливается. Сушку используют для удлинения сроков хранения зерна, овощей, грибов, молока, яиц, рыбы и др. Большинство продуктов высушивают до содержания влаги 8—14 % (овощи, сухари и др.). В них приостанавливаются ферментативные процессы из-за отсутствия свободной воды. Продукты, богатые сахарами и другими растворимыми веществами (сливы, яблоки и др.), высушивают до содержания влаги 20—25 %, поскольку деятельность микроорганизмов в них подавляется не только путем удаления влаги, но и увеличения содержания Сахаров и других водорастворимых веществ (в сушеных абрикосах находится 67 %
Сахаров, яблоках — 63 %). Сушеные продукты по сравнению со свежими хорошо сохраняются, имеют меньшие массу и объем, обладают большей энергетической ценностью. Вместе с тем в процессе сушки часто улетучиваются ароматические вещества, окисляются витамины и другие компоненты. Существует несколько способов сушки — конвективная, в виброкипящем слое, распылительная, контактная, вакуумная, сублимационная и др. Конвективная сушка продуктов пока является наиболее распространенной. Удаление влаги из нагретого до 40—50 °С продукта производится горячим воздухом (температурой 80—120 °С), обладающим высокой влагоемкостью. Зона испарения — поверхность продукта, к которой перемещается влага из внутренних слоев. Вместе с водой перемещаются и растворимые вещества. В процессе сушки происходит уменьшение размера продукта, называемое усадкой. Недостатком этого метода является относительная длительность (3—10 ч) сушки при невысоком нагреве продукта, что благоприятствует деятельности ферментов и неферментативным реакциям. В результате изменяется цвет и вкус продукта, почти полностью теряется аромат, разрушаются витамины. Применение более высоких температур ускоряет сушку, но вызывает денатурацию белков, из-за чего резко снижается набухаемость продукта. Жидкие продукты (молоко, соки, яйца) высушивают враспылительных сушилках. В них продукт через форсунку
подается в виде мельчайших частиц размером 20—60 мкм, которые омываются теплым воздухом (140—160 °С), отдают ему влагу и оседают на дно сушилки в виде порошка. Быстрота процесса (секунды) высушивания и невысокая температура обеспечивают высокое качество продукта. Но при хранении происходит окисление жиров и витаминов продукта кислородом воздуха, адсорбированным высокодисперсным продуктом, и поэтому рекомендуется хранить его в атмосфере инертного газа (N2) или углекислоты. Современным способом обезвоживания является сушка в кипящем и виброкипящем слое. Пищевые продукты в виде небольших кусочков или крупинок обезвоживаются воздухом, который подается с большой скоростью (4—6 м/с) под сетку, отрывая кусочки от сетки и поддерживая их в полувзвешенном состоянии, напоминающем кипящую жидкость. Благодаря этому процесс сушки интенсифицируется. Продукт, обезвоженный таким способом, хорошо восстанавливается при увлажнении. При сушке в виброкипящем слое происходит интенсивное перемешивание нарезанных кусочков продукта в результате одновременного воздействия вертикальных вибраций решетки и восходящего воздушного потока. Сушка в виброкипящем слое по сравнению с сушкой в плотном слое позволяет в 2—3 раза уменьшить продолжительность процесса и получить быстро разваривающиеся сушеные овощи и плоды более высокого качества. Контактная сушка осуществляется в вальцовых сушилках в вакууме или атмосферном воздухе с помощью тепла, получаемого продуктом от соприкосновения с нагретой поверхностью. Жидкий продукт попадает на горячую вращающуюся поверхность вальца, высушивается и снимается с него в виде пленки, которая затем размалывается в порошок. Таким способом обезвоживают молоко, картофельное и овощное пюре. Недостаток способа заключается в том, что высокая температура сушки вызывает частичную денатурацию белков. Лучшие результаты сушки получаются в вакуумных сушилках, где используется более низкая температура. Вакуумная сушка осуществляется в условиях разрежения при сравнительно низких температурах (около 50 °С), что снижает потери белков, витаминов. Так, при обычной сушке яиц потери витаминов составляют 30—50 %, а при вакуумной — не превышают 5—7 %. Сублимационная сушка наиболее перспективна, поскольку она обеспечивает высокое качество сушеных продуктов. Сущность метода заключается в том, что в вакуумной камере из быстрозамороженного продукта лед переходит в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. В результате почти не изменяются химический состав и свойства продукта, так как сушка проводилась при низкой температуре. В продукте остается 3—6 % влаги. Недостатком сублимационной сушки является то, что из-за большой контактной поверхности продуктов при хранении в них протекают окислительные процессы. Поэтому продукты упаковывают в пакеты из пленки в атмосфере инертного газа или под вакуумом. Перед использованием такого продукта к нему добавляют определенное количество воды и через 1—30 мин продукт приобретает первоначальные вид, цвет, вкус и запах.
Вяление — это медленное обезвоживание подсоленных продуктов в естественных условиях на открытых площадках. Под действием солнечного света и воздуха в продуктах активизируются ферментативные процессы, белки частично денатурируются и уплотняются, мышечные ткани пропитываются жиром, который проникает из жировой ткани. В результате происходит частичное окисление жиров, а продукт приобретает специфические вкус и запах. Вялят воблу, тарань, деликатесные балычные изделия из осетровых и лососевых рыб.
Применение соли и сахара. Большинство микроорганизмов не развиваются при повышенной концентрации соли и сахара в продукте в связи с повышением в нем осмотического давления среды. В результате этого нарушается нормальный обмен веществ, так как происходит обезвоживание клетки и приостанавливается поступление в нее питательных веществ. Поваренную с о л ь в концентрациях 8—14 % используют для консервирования рыбы, мяса, овощей и др. Различают сухой посол (сухой солью), мокрый, т.е. раствором NaС1 (рассолом) и смешанный — сочетание сухого и мокрого способов. В зависимости от температуры, при которой солят продукты, различают посол холодный (от 0 до - 1 0 °С), охлажденный (0—5 °С) и теплый (10 °С и выше). Пищевая ценность соленых продуктов ниже свежих, так как часть водорастворимых
веществ продукта переходит в рассол. При этом ухудшаются и вкусовые свойства (исключение составляют сельдь и лососевые, вкус которых после посола улучшается). С а х а р в концентрации не менее 65 % применяют для консервирования при изготовлении варенья, джемов, повидла, желе, сиропов. При получении этих продуктов избыток влаги удаляют выпариванием, в результате чего еще больше повышается осмотическое давление. Однако при этом частично разрушаются витамины. Для повышения стойкости продуктов, консервированных сахаром, их дополнительно пастеризуют в герметично закрытой таре.
Биохимические методы
К биохимическим методам консервирования относится квашение — консервирование плодов, овощей и грибов молочной кислотой, образующейся в результате сбраживания Сахаров продукта молочнокислыми бактериями. Молочная кислота придает продукту специфический вкус и способствует лучшей его сохранности. В зависимости от вида переработанного сырья продукт называют квашеным (капуста), соленым (огурцы, томаты, арбузы) или моченым (яблоки). Молочная кислота в концентрации даже 0,5 % тормозит деятельность вредных дрожжей и плесеней, а при ее концентрации 1,5—2 % прекращается деятельность самих молочнокислых бактерий. Одновременно с образованием молочной кислоты в квашеных овощах накапливается этиловый спирт, который также оказывает консервирующее действие. В квашеной капусте и соленых огурцах его количество не превышает 0,5—0,7 %. Это не препятствует развитию молочнокислых бактерий, но заметно улучшает вкус готовой продукции. В моченых яблоках его содержится 0,8—1,8 %. Поваренная соль, используемая при солении и квашении, в количестве 2—6 % вызывает плазмолиз растительных клеток, способствует переходу в рассол клеточного сока, богатого сахаром, и тем самым стимулирует процессы брожения. Кроме того, она подавляет действие маслянокислых бактерий, участвует в формировании вкуса квашеных овощей. Температуру брожения поддерживают от 18 до 25 °С. Заквашенный продукт хранят при температуре от 0 до 2 °С в анаэробных условиях.
Химические методы
Сущность этих методов состоит в том, что в продукты вводят химические вещества, препятствующие развитию микроорганизмов, но не оказывающие вредного воздействия на организм человека. Химические консерванты не повышают пищевую ценность продуктов.
Консервирование этиловым спиртом основано на том, что при содержании его в концентрациях 12—16 % задерживается развитие, а при 18 % полностью подавляется жизнедеятельность микрофлоры. Действием спирта обусловлена сохранность вина и ликеро-водочных изделий.
Консервирование уксусной кислотой (маринование) основано на ее бактерицидном действии. При мариновании в продукцию добавляется уксусная кислота. Большинство микроорганизмов, кроме плесеней, не развиваются при рН < 4. Поэтому содержание уксусной кислоты в маринован -ных плодах, овощах, грибах составляет от 0,6 до 1,2 %. Более
высокую концентрацию кислоты не применяют, поскольку от этого ухудшаются вкус и консистенция продукта. Для улучшения консервирующего эффекта маринование иногда сочетают с другими видами консервирования: пастеризацией, солением, хранением при низких температурах. Консервирование пищевых продуктов сернистой кислотой,
ее солями и сернистым ангидридом (SO2) называется сульфитацией. Сульфитацию проводят окуриванием полуфабрикатов из плодов, овощей, бочек, резервуаров газообразным SO2 (с у х а я сульфитация) или 5—6 % водным раствором Н2SO3, или с помощью растворов солей (NаНSОз,
КНS03, Nа2S0з, К2S03), выделяющих SO2 (м о к р а я сульфитация).
Сернистая кислота — сильный антисептик, она подавляет деятельность плесеней и бактерий, процессы дыхания плодов и овощей, инактивирует ферменты. Благодаря этому удлиняются сроки хранения продуктов и предотвращается их потемнение. Из сульфитированных продуктов сернистая кислота удаляется нагреванием, при этом весь SO2 улетучивается, и продукты восстанавливают свои первоначальные свойства. Бензойная кислота плохо растворяется в воде, поэтому для консервирования обычно используют ее соль С6Н5СOONa. Она подавляет жизнедеятельность дрожжей, менее интенсивно действует на маслянокислые бактерии, слабо — на уксуснокислые и почти совсем не влияет на развитие молочнокислых бактерий и плесеней. Наиболее эффективна — при рН 2,5—3,5; отрицательно влияет на вкус. Добавляют ее при консервировании из расчета 70—100 мг на 100 г продукта.
Сорбиновая кислота (СН3—СН=СН—СН=СН—СООН) и ее соли являются сильными антисептиками, безвредными химическими консервантами. В организме человека сорбиновая кислота окисляется до С02 и Н20. Поскольку сама она плохо растворяется в воде, ее применяют в виде сорбата калия или натрия в количествах от 0,05—0,1 % (безалкогольные напитки, соки), до 0,5 % (полукопченые колбасы). Сорбиновая кислота является наиболее распространенным консервантом
и применяется для консервирования соков, тортов, пирожных, сыров, маргарина и т.д.
Борная кислота (Н3В03), бура (Na2B4O7 * 10H2O) 0,3 % концентрации и уротропин используются для сохранения зернистой осетровой икры. Борную кислоту применяют как консервант в производстве меланжа. В настоящее время для консервирования в пищевой промышленности применяют антибиотики — хлортетрацик лип (мясо, рыба) в количестве 5 г на 1 т продукта, нистатин (обработка мясных туш) — 200 мг/л, низин — при производстве молочных и плодоовощных консервов, а также антибиотики растительного происхождения — фитонциды. Для сохранения качества и удлинения сроков хранения пищевых продуктов применяют О3 (озон) и С02 (диоксид углерода).
Озон, являясь сильным окислителем, подавляет развитие бактерий, плесеней как на поверхности продукта, так и в воздухе. Его рекомендуется использовать для дезинфекции и дезодорации воздуха в холодных камерах, дезинфекции оборудования, обработки пищевых продуктов (мяса, колбас, сыров).
Диоксид углерода в повышенных концентрациях (около 20 %) подавляет или полностью прекращает жизнедеятельность многих микроорганизмов. Целесообразно использовать диоксид углерода в сочетании с охлаждением.