Механические способы кулинарной обработки

К ним относятся способы, в основе которых лежит механическое воздействие на продукт. Механические способы обработки могут вызвать в продуктах достаточно глубокие химические изменения. При очистке и измельчении продуктов повреждаются клеточные оболочки, в результате облегчается контакт содержимого клеток с кислоро­дом воздуха и ускоряются ферментативные процессы, что приво­дит к потемнению картофеля, грибов, яблок, окислению вита­минов. При промывании удаляются не только загрязнения, но и часть растворимых питательных веществ.

Сортирование. Продукты сортируют по форме, степени зрелости, размерам или по ку­линарному назначению. По размерам сортируют обычно кар­тофель и корнеплоды. Это позволяет значительно уменьшить количество отходов при дальнейшей механической очистке. На крупных предприятиях для этой цели используют сортиро­вочные машины.

Большое значение имеет разделение продуктов по кулинарному использованию. Перебирая томаты, целые, плотные экземпляры отделяют для приготовления салатов, мятые — для соусов; туши разделяют на части, пригодные для жарки, варки, тушения и т.д. При сортировании удаляют продукцию ненадлежащего каче­ства и механические примеси.

Просеивание. Просеивают муку, крупу. При этом применяют фракционное разделение: сначала удаляют более крупные при­меси, а затем — более мелкие. Для этого используют сита с от­верстиями различных размеров. Сита бывают металлические (со штампованными отверстиями), проволочные (из круглой метал­лической проволоки), а также волосяные, шелковые, капроно­вые. Кроме ручных сит, для муки на предприятиях используют просеиватели с механическим приводом.

Перемешивание. При изготовлении многих блюд и кулинар­ных изделий необходимо соединить различные продукты и полу­чить из них однородную смесь. С этой целью применяют пере­мешивание. Перемешивая измельченное мясо, черствый хлеб, замоченный в молоке или воде, перец и соль, получают мясной фарш.

Для перемешивания используют специальные машины — фаршемешалки, тестомесильные и др. Небольшие количества продуктов перемешивают вручную специальными лопатками, веселками и другими приспособлениями. От тщательности пере­мешивания во многом зависит качество готовых изделий.

Очистка. Целью очистки является удаление несъедобных или поврежденных частей продукта (кожура овощей, чешуя рыбы, панцири ракообразных и др.). Производится она вручную или при помощи специальных машин (картофелечисток, чешуеочистительных машин и др.). Для ручной очистки используют ножи, скребки, терки и другие приспособления.

Измельчение. Процесс механического деления обрабатывае­мого продукта на части с целью лучшего его технологического использования называют измельчением. В зависимости от вида сырья и его структурно-механических свойств используют в ос­новном два способа измельчения: дробление и резание.

Дроблению подвергают продукты с незначительной влажно­стью (зерна кофе, некоторые пряности, сухари), резанию — про­дукты с высокой влажностью (овощи, плоды, мясо, рыба). Дробление с целью крупного, среднего и мелкого измельчения производят на размолочных машинах, специальных кавитационных и коллоидных мельницах (тонкое и коллоидное измельчение).

Для измельчения твердых продуктов, обладающих высокой механической прочностью (например, кости), применяют пилы.

В процессе резания продукт разделяют на части определен­ной или произвольной формы (куски, пласты, кубики, брусоч­ки и др.), а также приготовляют мелкоизмельченные виды про­дуктов (фарши).

Термин «шинкование» означает нарезку овощей на мелкие кусочки или тонкие, узкие полоски — соломку.

Для измельчения продуктов, доведенных до готовности, с це­лью получения пюреобразной консистенции (для протирания) применяют протирочные машины, которые оказывают на про­дукт комбинированное воздействие: раздавливают его лопастями и одновременно продавливают через отверстия сита. Для ручно­го протирания используют сита с ячейками различного диаметра в зависимости от вида продукта.

Прессование продуктов применяют в основном для разделе­ния их на две фракции: жидкую (соки) и плотную (жом, мезга). В процессе прессования разрушается клеточная структура про­дукта, в результате чего выделяется сок. Выход сока зависит от степени сжатия продукта в процессе прессования. Для выжима­ния сока используют различные соковыжималки с механиче­ским приводом и ручные.

Прессование, кроме того, используют для придания опреде­ленной формы пластичным материалам (тесту, кремам и т.п.).

Формование. Этот способ механической обработки использу­ют с целью придания изделию определенной формы. Формуют тушки птицы для большей компактности, котлеты и биточки, пироги и пирожки, заготовки для печенья и др. Осуществляют этот процесс вручную или с помощью машин: котлетоформовоч­ных, автоматов для приготовления блинчиков, пельменей, варе­ников и др.

Дозирование. Для получения кулинарной продукции соответ­ствующего качества необходимо строго соблюдать установленные рецептуры. С этой целью производится дозирование продуктов по массе или объему. Блюда, напитки, кондитерские изделия отпус­кают посетителям предприятий общественного питания в опреде­ленном количестве — порциями (порционирование), масса или объем которых называется «выход». Дозирование осуществляется вручную с помощью мерного инвентаря, весов, а также специаль­ных машин и приспособлений (тестоделители, дозаторы и др.).

Панирование. Это способ кулинарной обработки, который заключается в нанесении на поверхность полуфабриката пани­ровки (муки, сухарной крошки, нарезанного пшеничного хлеба и др.). В результате панирования уменьшаются вытекание сока и испарение воды при жарке, а готовое кулинарное изделие имеет красивую румяную корочку.

Фарширование. Фарширование обозначает наполнение фар­шем специально подготовленных продуктов.

Шпигование. В процессе шпигования в специальные надрезы в кусках мяса, тушках птицы, дичи или рыбы вводят овощи или другие продукты, предусмотренные рецептурой.

Рыхление. Рыхление заключается в частичном разрушении структуры соединительной ткани продуктов животного происхо­ждения для ускорения процесса тепловой обработки.

Массообменные способы кулинарной обработки

Массообменные способы характеризуются переносом (переходом) одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Например, при сушке продук­тов вода переходит в пар. В основе разнообразных массообменных способов обработки лежит разность концентраций, поэтому их часто называют диффузионными.

В кулинарной практике используют такие массообменные спо­собы обработки, как растворение, экстракция, сушка, загущение.

Растворение — переход твердой фазы в жидкую. В кулинар­ной практике часто готовят растворы соли и сахара разной кон­центрации.

Экстракция (экстрагирование) — избирательное извлечение вещества из жидкости или твердого пористого тела жидкостью. В кулинарной практике экстракция имеет место при вымачива­нии соленой рыбы, говяжьих почек, грибов перед варкой и др.

Сушка, загущение — удаление влаги из твердых, пластичных и жидких продуктов путем ее испарения. В кулинарной практике это происходит при подсушивании гренок, домашней лапши, при уваривании томатного пюре, концентрированного бульона (фюме), сгущении сливок и др.

Массообменные, или диффузионные, процессы — это не только способы кулинарной обработки, они происходят также при производстве многих видов кулинарной продукции и влия­ют на ее качество и пищевую ценность.

Диффузия. При промывании, замачивании, варке и припускании продукты соприкасаются с водой и из них могут извлекаться растворимые вещества. Процесс этот называется диффузией, и под­чиняется закону Фика. Согласно этому закону, скорость диффу­зии зависит от площади поверхности продукта. Чем она больше, тем быстрее происходит диффузия. Это необходимо учитывать при хранении очищенных овощей в воде или при их промывании, варке. Так, площадь поверхности клубней 1 кг картофеля составляет примерно 160... 180 см2, а нарезанного бру­сочками — более 4500 см2, т.е. в 25... 30 раз больше. Соответст­венно из нарезанного картофеля будет извлечено растворимых ве­ществ больше, чем из целых клубней, за один и тот же период хра­нения. Поэтому не следует хранить в воде или варить основным способом предварительно нарезанные овощи.

Скорость диффузии зависит от разности концентраций рас­творимых веществ в продукте и окружающей среде. Концентра­ция растворимых веществ в продукте может быть значи­тельной. При погружении овощей в воду экстракция растворимых веществ вначале идет с большой скоро­стью из-за значительной разницы концентраций, а затем посте­пенно замедляется и при выравнивании концентраций прекраща­ется. Концентрационное равновесие наступает тем быстрее, чем меньше объем жидкости. При припускании и варке продуктов паром потери растворимых веществ мень­ше, чем при варке основным способом. Для уменьшения потерь питательных вещество при варке продуктов жидкость бе­рут так, чтобы она только покрывала продукты. Если же надо извлечь как можно больше растворимых веществ (варка говяжьих почек, отваривание некоторых грибов перед жаркой и т.д.), то воды для варки должно быть больше.

Диффузия растворимых веществ уменьшается с усложнением структуры пищевых продуктов. Растворимые вещества, прежде чем перейти в варочную среду с поверхности продукта, должны продиффундировать из глубинных слоев. Коэффициент внут­ренней диффузии обычно значительно меньше, чем внешней. Следовательно, скорость перехода растворимых вещество в ва­рочную среду определяется не только разностью концентраций в продукте и в окружающей среде, но и скоростью внутренней диффузии.

Таким образом, уменьшить переход питательных веществ из продукта в варочную среду можно, не только сократив объем жидкости, взятой для варки, но и замедлив внутреннюю диффу­зию растворимых веществ в самом продукте. Для этого необхо­димо создать в продукте значительный градиент (перепад) тем­пературы, для чего сразу погрузить его в горячую воду. В этом случае в результате термомассопереноса влага и растворенные в ней вещества перемещаются из поверхностных слоев в глубь продукта (термическая диффузия). Термическая диффузия, на­правленная противоположно потоку концентрационной диффу­зии, снижает переход питательных веществ в варочную среду. Если надо извлечь как можно больше растворимых веществ, продукт при варке закладывают в холодную воду.

Осмос. Осмосом называется диффузия через полупроницае­мые перегородки. Причина возникновения концентрационной диффузии и осмоса одна и та же — разность концентраций, од­нако способы их выравнивания резко отличаются. Диффузия осуществляется перемещением растворенного вещества, а ос­мос — перемещением молекул растворителя и возникает при на­личии полупроницаемой перегородки. Этой перегородкой в рас­тительных и животных клетках служит клеточная мембрана.

В кулинарной практике явление осмоса наблюдается при за­мачивании подвявших корнеплодов, клубней картофеля, корней хрена с целью облегчения очистки, снижения количества отхо­дов. При замачивании овощей вода поступает внутрь клетки до наступления концентрационного равновесия, объем раствора в клетке увеличивается, возникает избыточное давление, назы­ваемое осмотическим или тургором. Тургор придает овощам и другим продуктам прочность, упругость.

Если поместить овощи или фрукты в раствор с высокой кон­центрацией сахара или соли, то наблюдается явление, обратное осмосу, — плазмолиз. Он заключается в обезвоживании клеток и имеет место при консервировании плодов и овощей, при ква­шении капусты, солении огурцов и др. При плазмолизе осмоти­ческое давление внешнего раствора больше, чем давление внут­ри клетки. В результате происходит выделение клеточного сока и сжатие клеточного содержимого, что ведет к нарушению нор­мального протекания физических и химических процессов в клет­ке. Подбирая концентрацию раствора (например, сахара при варке фруктов в сиропе), температурный режим варки и ее про­должительность, можно избежать сморщивания плодов, умень­шения их объема, ухудшения внешнего вида.

Набухание. Некоторые высохшие студни (ксерогели) способ­ны набухать — поглощать жидкость, при этом их объем значи­тельно увеличивается. Набухание следует отличать от впитыва­ния жидкости порошкообразными или пористыми телами без увеличения объема, хотя эти два процесса часто происходят од­новременно. Набухание либо является целью обработки (зама­чивание сушеных грибов, овощей, круп, бобовых, желатина), либо сопровождает другие способы обработки (варка крупы, ма­карон и других продуктов).

Набухание может быть ограниченным (набухшее вещество остается в состоянии геля) и неограниченным (вещество после набухание переходит в раствор). При повышении температуры ограниченное состояние нередко переходит в неограниченное. Так, желатин при температуре 20... 22 "С набухает ограниченно, а при более высокой — неограниченно (растворяется практиче­ски полностью).

Замачивание крупы, бобовых, сушеных грибов и овощей обу­словливается не только набуханием белковых и углеводных ксерогелей, но и осмосом, и капиллярным впитыванием. Замачива­ние ускоряет последующую тепловую обработку продуктов, спо­собствует равномерному провариванию их.

Адгезия — слипание поверхности двух разнородных тел. В ку­линарной практике явление адгезии довольно широко распро­странено и часто играет отрицательную роль. Так, при жарении мясных и рыбных полуфабрикатов прилипание их к жарочной поверхности крайне нежелательно. Для уменьшения адгезии по­луфабрикаты панируют в муке или сухарях и используют при жа­рении жир.

Негативное влияние оказывает адгезия и при транспортиров­ке мясного фарша по трубам в поточных линиях при производст­ве котлет. Трубопроводы засаливаются, на их стенках нарастает слой жира. Адгезия затрудняет и формовку изделий.

Уменьшение адгезии весьма актуально при выпечке изделий из теста, а также при изготовлении самого теста (потери в деже, на лопастях тестомесильных машин, на разделочных столах и т.д.). Одним из способов снижения степени адгезии является использо­вание муки «на подпыл» при формовке изделий. В этом случае с поверхностью противней контактирует уже не тесто, а мука, адгезия которой к поверхности инвентаря значительно меньше. Часть муки при этом прилипает к тесту и попадает в готовые изде­лия, а часть теряется.

Для предупреждения прилипания кулинарной продукции в процессе ее тепловой обработки в последние годы широко ис­пользуют оборудование и инвентарь со специальным покрытием, прослойки из полимерных материалов. Необходимыми свойства­ми, которыми они должны обладать, являются их безвредность, инертность по отношению к пищевому продукту и устойчивость при нагревании, причем термостойкость должна сохраняться дли­тельное время.

Микроорганизмы и их свойства

Консервирование и хранение пищевых продуктов необходимо из-за цикличности их производства и потребления, а также требования неизменяемости их потребительских свойств.

Основными принципами сохранения являются ослабление или исключение действия неблагоприятных факторов внешней среды, либо изоляция от каких-либо воздействий. Это возможно в отношении температуры (термоизолирующая упаковка, помещение в термостат), влажности (упаковка), изучений (упаковка), насекомых и грызунов (уничтожение, упаковка, защита мест хранения) и т.д.. Чрезвычайно сложно защитить пищевые продукты от микроорганизмов. Герметичная упаковка дорога и не удобна для большинства продуктов. Уничтожение же микроорганизмов на поверхности и в массе продуктов может уничтожить сами продукты, быть не экономичным или технически сложным. Полная стерилизация нежелательна еще и потому, что в ответ микроорганизмы вырабатывают новые штаммы и формы, быстро и относительно легко приспосабливаются к новым условиям существования.

Для нахождения методов и способов предохранения пищевых продуктов от микробиологической порчи необходимо изучить и использовать их собственные свойства.

Прежде их способность активно питаться, развиваться, размножаться в определенном интервале температур внешней среды. Для большинства микроорганизмов, патогенных в отношении пищевых продуктов, это пределы 4 – 40°С. При понижении температуры жизнедеятельность микроорганизмов значительно замедляется или даже приостанавливается, при замораживании продуктов большая часть микроорганизмов просто погибает. Понижение температуры вызывает резкое замедление всех процессов жизнедеятельности, как микроорганизмах, так и в самом сырье, продуктах (дыхание и дозревание растительного сырья, автолиз животного сырья, мацерация продуктов). В результате меньше расходуются питательные вещества, лучше сохраняются первоначальные свойства, питательная ценность. При повышении температуры в микроорганизмах, как белковых телах, начинаются изменения, приводящие к их гибели из-за денатурации или коагуляции белков.

Важно, что микроорганизмы могут активно существовать только при достаточной влажности окружающей среды и питаться только жидкой пищей, да и еще с невысокой концентрацией пищевых веществ (2 – 20%). Значит, при обезвоживании пищевых продуктов, в том числе сушке или концентрировании, мы можем сделать их недоступными для микроорганизмов.

Между разными группами микроорганизмов существуют отношения симбиоза или антагонизма. В последнем случае продукты жизнедеятельности микроорганизмов одной группы, к примеру, молочнокислых, угнетают развитие других – гнилостных. Одновременно с молочнокислыми микроорганизмами могут развиваться спиртообразующие. Таким образом, можно регулировать развитие микрофлоры и накопление необходимых химических веществ – органических кислот, спирта. На этом принципе основаны целые отрасли пищевой промышленности – винодельческая, пивоваренная, спиртовая.

Определенное влияние на развитие микроорганизмов оказывает газовая среда. Повышенное содержание в ней углекислого газа замедляет развитие микроорганизмов. Это может быть применено при хранении сырья и продуктов в газонепроницаемых упаковках. Добавление в дыхательные среды некоторых компонентов, например, этилена, ускоряет процесс дозревания субтропических и тропических фруктов, что используется в практике длительного их хранения перед реализацией.

Микробиологические процессы в пищевой промышленности

.Основные группы микроорганизмов, используемые в пищевой промышленности

Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности, — бактерии, дрожжевые и плесневые грибы.

Бактерии. Используют в качестве возбудителей молочнокис­лого, уксуснокислого, маслянокислого, ацетонобутилового бро­жения.

В плодоовощеконсервном производстве молочнокислые бактерии применяют при получении квашеных и соленых овощей, моченых фруктов.

В молочной промышленности молочнокислые бактерии используют при производстве молочнокислых напитков, творога, сметаны, кислосливочного масла, сыров и т.п.

Культурные молочнокислые бактерии используют при полу­чении молочной кислоты, в хлебопечении, иногда в спиртовом производстве. Они превращают сахар в молочную кислоту. В процессе участвуют истинные (гомоферментативные) и неистинные (гетероферментативные) молочнокислые бактерии. Истинные бактерии участвуют только в кислотообразовании, а неистинные образуют летучие кислоты (уксусную), спирт и диок­сид углерода.

Уксуснокислые бактерии используют для получения уксуса (раствора уксусной кислоты), так как они способны окислять этиловый спирт в уксусную кислоту.

Дрожжи. Широко применяются в качестве возбудителей бро­жения при получении спирта и пива, в виноделии, в производ­стве хлебного кваса, а также в хлебопечении для разрыхления теста.

Для пищевых производств имеют значение дрожжи — сахаромицеты, которые образуют споры, и несовершенные дрожжи — несахаромицеты (дрожжеподобные грибы), не об­разующие спор.

В процессе спиртового брожения из глюкозы образуется два основных продукта этиловый спирт и диоксид углерода, а также промежуточные вторичные продукты: глицерин, янтарная, уксусная, лимонная и пировиноградная кислоты, ацетальдегид, ацетоин, эфиры и так называемые сивушные масла (изоамиловый, изопропиловый, бутиловый и другие спирты).

Быстрее сбраживаются дрожжами глю­коза и фруктоза. Сахароза исчезает (инвер­тируется) в среде в начале брожения под действием фермен­та, содержащегося в оболочке дрожжевой клетки, с образованием глюкозы и фруктозы, которые легко используются клеткой. Когда в среде почти не остается фрукто­зы и глюкозы, дрожжи потребляют мальтозу.

Зигомицеты. Ранее зигомицеты называли плесневыми гриба­ми. Они играют большую роль в качестве продуцентов фермен­тов. Грибы рода Aspergillus продуцируют амилолитические, протеолитические, пектолитические и другие ферменты, которые используют в спиртовой промышленности вместо солода для осахаривания крахмала, в пивоваренной — при частичной замене солода несоложеным зерном и т. д. В производстве лимонной кислоты Aspergillus niger является возбуди­телем лимоннокислого брожения, превращая сахар в лимонную кислоту. Однако в ряде случаев плесневые грибы вызывают порчу пищевых продуктов.

Микробиологические процессы в пищевой промышленности

Типы энергетического обмена у микроорганизмов

Для развития, роста и размножения микроорганизмов необхо­дима энергия. Способы добывания энергии у микроорганизмов различны. Большинство из них живут за счет энергии, высво­бождающейся при окислении различных соединений кислоро­дом. Микроорганизмы, добывающие энергию только за счет окисления кислородом, называют облигатными аэробами. Микроорганизмы, которые получают энергию без участия кисло­рода воздуха за счет сопряженного окисления — восстановления неорганических и органических соединений, находящихся в суб­страте. Такие микроорганизмы называют облигатными анаэроба­ми. Кислород подавляет их развитие.

Существуют также промежуточные формы микроорганизмов: факультативные аэробы и факультативные анаэробы.

Микроорганизмы, обладающие лабильным обменом веществ, т. е. живущие за счет окисления кислородом воздуха и сопря­женных окислительно-восстановительных реакций без участия кислорода воздуха, называют факультативными аэробами. При недостатке кислорода они могут переходить на анаэробный спо­соб существования.

Микроорганизмы, которые могут жить как при доступе возду­ха, так и без него, называют факультативными анаэробами. Они живут за счет сопряженного окисления — восстановления раз­личных соединений, без вовлечения кислорода. Кислород для них не ядовит или слабо ядовит. Известны факультативные анаэробы (например, дрожжи), способные в зависимости от ус­ловий развития переключаться с анаэробного на аэробный тип получения энергии.

Анаэробные микроорганизмы получают энергию для жиз­недеятельности в процессе брожения. Этот энергетический про­цесс протекает путем сопряженного окисления — восстановле­ния без участия в нем кислорода воздуха. Примером служит спиртовое брожение, осуществляемое многими дрожжами в анаэробных ус­ловиях,

Молочнокислые бактерии, являясь факультативными анаэро­бами, без участия кислорода осуществляют молочнокислое бро­жение, которое заключается в превращении молекулы глюкозы в две молекулы молочной кислоты с выделением энергии.

Примером облигатных анаэробов служат маслянокислые бак­терии, которые получают энергию в процессе маслянокислого брожения,

Микробиологические процессы в пищевой промышленности

Факторы, регулирующие обмен веществ микроорганизмов

Чтобы культура микроорганизмов могла нормально расти, размножаться и осуществлять биосинтез какого-либо вещества, необходимы оптимальные условия окружающей среды:

- химичес­кие факторы — состав и концентрация питательных веществ, присутствие активаторов и ингибиторов;

- физические факторы — температура, давление, рН, плотность, подвижность среды, осве­щение, радиация и т. д.

Один из важных факторов — питательная среда. Микроорга­низмам требуется целый ряд необходимых элементов питания (углерод, азот, фосфор, макро- и микроэлементы, биологически активные вещества и др.). Источниками углерода для гетеротрофных микроорганизмов могут быть углеводы (моно- и полисахариды), спирты, кислоты и др. Источниками азота в питательной среде могут быть белки, пептиды, аминокислоты, соли аммония или аммиака, нитраты, а также атмосферный азот. В качестве источника фосфора обычно используют фосфаты (соли фосфор­ной кислоты). К питательной среде добавляют также соли К, Мg, Fе, микроэлементы (Со, Сu, Мn и т. д.) и различ­ные органические вещества (витамины и другие биологически активные вещества).

Если на клетки микроорганизмов действуют слишком высо­кие концентрации веществ в питательной среде, то может про­изойти плазмолиз клетки — часть воды выделится из клеток и протоплазма отойдет от клеточной стенки, жизнедеятельность клетки замедлится или полностью прекратится. Для микробиологических процессов большое значение имеет реакция среды (рН). Для каждой культуры микроорганизмов есть свои пределы оптимума, максимума и минимума рН. Аци­дофильным микроорганизмам (некоторые плесени, дрожжи, бак­терии) необходим рН 1,5...4,5, нейтрофильным — рН 6,5...8,0 и базофильным — рН 8,5...9,5. Но большинство микроорганизмов лучше всего развиваются в нейтральной среде при рН 7,0.

Большое значение в жизнедеятельности микроорганизмов имеет кислород. Для аэробных микроорганизмов он жизненно необходим, а для анаэробных является ядом. Только для факуль­тативно анаэробных микроорганизмов, например дрожжей, это не имеет существенного значения.

Очень велико значение температуры для роста и развития микроорганизмов. Большинство используемых в промышлен­ности микроорганизмов по отношению к температуре явля­ются мезофилами: их развитие происходит при 25...37 °С. Психрофильные микроорганизмы растут в интервале 0...15°С, а термофильные — в интервале 55...75°С. Все перечисленные микроорганизмы имеют промежуточные формы. Обычно при повышении температуры процессы биосинтеза интенсифици­руются, если это повышение не ингибирует определяющие биосинтез ферменты.

Нормальное функционирование клетки, т. е. обмен веществ, рост и размножение, может происходить только тогда, когда в ней содержится достаточное количество воды и клетки погруже­ны в водную среду с растворенными в ней питательными веще­ствами. При уменьшении содержания воды снижается интенсив­ность биохимических реакций, а, следовательно, и интенсивность жизненных процессов. Вода не только является реакционной средой и растворителем веществ, при взаимодействии с водой осуществляется множество реакций при участии гидролитичес­ких ферментов, в результате которых образуются новые вещества с совершенно новыми свойствами.

Микробиологические процессы в пищевой промышленности

Брожение

Брожение - это процесс получения из сахаров углекислого газа для того, чтобы изделия были пористыми. В процессе броже­ния формируются физические свойства, определяющие объём, структуру пористости продукта, а также накапли­ваются продукты брожения, определяющие вкус и аромат изделия. Это кислоты, спирты, альдегиды, кетоны, эфиры (более 400 наиме­нований).

Углекислый газ выделяется при всех видах брожения, кроме го-моферментативного молочнокислого. При ацетонобутиловом, ацетоноэтиловом и бутиленгликолевом брожении выделяется водород.

Этиловый спирт образуется при всех типах брожения, кроме пропионовокислого. Наиболее универсальным продуктом кислого характера является уксусная кислота, выделяющаяся в значительных количе­ствах при всех типах брожения, кроме спиртового. Молочная кислота образуется только при молочнокислом и бутиленгликолевом бро­жении.

Спиртовое брожение. Этот процесс осуществляется благодаря жизнедеятельности ряда микроорганизмов. Наиболее типичными организмами спиртового брожения являются дрожжи рода Saccharomyces.

В отсутствие кислорода единственным путём получения энергии для жизнедеятельности дрожжевых клеток является сбраживание уг­леводов. Суммарное уравнение процесса спиртового брожения углеводов может быть представлено следующей формулой:

С6Н12О6 2 СО2 + 2 С2Н5ОН.

При спиртовом брожении в незначительном количестве всегда образуются янтарная, лимонная и уксусная кислоты, а также смесь амилового, бу­тилового и других спиртов, дикетоны, уксусный альдегид, глицерин и ряд других соединений, количество которых увеличивается с повы­шением рН среды. Сбраживаться могут только простые сахара. Ферментная система дрожжей (зимазный комплекс) сбраживает разные сахара с различной скоростью. Наиболее легко подвергаются сбраживанию глюкоза и фруктоза, медленнее - манноза и еще медленнее – галактоза. Из дисахаридов хорошим субстратом спиртового брожения явля­ются сахароза и мальтоза. Дисахариды непосредственному брожению не подвергаются. Сахароза и мальтоза при брожении теста и в начальной стадии его выпечки подвергаются ферментативному гидролизу.

Молочнокислое брожение. Этот тип брожения, всегда сопут­ствующий спиртовому брожению, играет очень важную роль при производстве молочных продуктов, кваса, хлебных заквасок и жидких дрожжей, при квашении овощей. Молочнокислое брожение вызыва­ется гомо- и гетероферментативными молочными бактериями, кото­рые попадают в полуфабрикат с сырьём.

При гомоферментативном молочнокислом брожении продуциру­ется в основном молочная кислота и незначительная часть летучих кислот, этанола, диоксида углерода, фумаровой кислоты.

Гетероферментативное молочнокислое брожение ведет к образо­ванию наряду с молочной кислотой ряда органических соединений, накапливающихся в значительных количествах (масляная, пропионовая кислота и т.д.).

Молочнокислые бактерии подавляют жизнедеятель­ность таких микроорганизмов, как бактерии уксусного, маслянокислого брожения и другие, которые ухудшают вкус и аромат выпечен­ных изделий.

Микробиологические процессы в пищевой промышленности

Производственная инфекция и дезинфекция

Микроорганизмы в пищевой промышленности играют двоя­кую роль. Культурные микроорганизмы специально выращивают для нужд данного производст­ва, используя особенности их биохимической деятельности и других свойств. В пищевые производства по­падает инфекция, т. е. посторонние (дикие) микроорганизмы.

Дикие микроорганизмы распространены в природе (на ягодах, плодах, в воздухе, воде, почве и т. д.). Это либо неопасные для здоровья человека сапрофиты, яв­ляющиеся, однако, вредителями производства, в результате их жизнедеятельности нарушается технологический процесс, воз­растают потери сырья, снижаются выход и качество готовой продукции: либо патогенные микроорганизмы, которые могут нанести вред здоровью человека и явиться причиной тяжелых инфекционных заболеваний.

Источники инфекции могут быть как внешними (воздух, вода, сырье), так и внутризаводскими. К внутризаводским отно­сятся воздух производственных помещений, технологическое оборудование, тара, в которых задерживаются остатки производ­ственных жидкостей, являющихся питательной средой для мик­роорганизмов, а также руки, одежда, и обувь обслуживающего персонала.

Для соблюдения правильного санитарно-гигиенического ре­жима на пищевых предприятиях эффективным способом унич­тожения и подавления развития посторонних микроорганизмов является дезинфекция.

Дезинфекцией (обеззараживанием) называется уничтожение вредителей данного производства, которые вызывают порчу сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, а также патоген­ных микроорганизмов — возбудителей пищевых инфекций и пи­щевых отравлений.

На каждом предприятии проводят профилактические меры борьбы. Своевременно удаляют отходы производства, соблюдают чистоту во всех отделениях предприятия, внутри аппаратов, обо­рудования и трубопроводов. Наряду с профилактическими мера­ми применяют и активные меры борьбы с инфекцией, которые по характеру действующего средства делятся на физические и химические.

К физическим методам обеззараживания относятся различные способы стерилизации, основанные на губительном действии высоких температур на микроорганизмы: кварцевое и ультрафи­олетовое облучение, ультразвук, действие высоких температур (обжигание, прокаливание, кипячение, ошпаривание посуды, тары и оборудования, обработка острым паром).

К химическим средствам обеззараживания относится большое количество различных дезинфицирующих веществ, обладающих антимикробным действием. Такие вещества называют антисеп­тиками. В качестве антисептиков применяют хлорную известь, формалин, диоксид серы (SО2), сер­ную кислоту, сульфанол.

Некоторые из этих антисептиков добавляют в небольших ко­личествах в продукты, предназначенные для технологического процесса, другие используют для мойки аппаратуры и трубопро­водов. Наряду с антисептиками для дезинфекции в некоторых случаях применяют антибиотики, в частности лактоцид. Часто для борьбы с вредными микроорганизмами сочетают стерилиза­цию и дезинфекцию.

Места хранения сырья животного и растительного происхождения

Для правильной организации хранения продовольственных товаров должны быть созданы соответствующие условия (температура, относительная влажность воздуха, санитарно-гигиенический режим, правильное размещение и укладка товаров и т. п.)

Хранят их в закрытых складах, которые условно можно подразделить на утепленные, отапливаемые и холодильники.

В утепленных складах температура и относительная влажность зависят от погодных условий (в теплое время года — положительная температура и сравнительно низкая относительная влажность; в холодное время года — низкая, чаще отрицательная температура и сравнительно высокая относительная влажность). В таких складах обычно хранят зерно, крупу, муку и др.

Отапливаемые склады предназначены для хранения продовольственных товаров, требующих устойчивой относительной влажности и плюсовой температуры (кондитерские изделия, сахар, сухофрукты, пищевые концентраты, консервы и др.).

Холодильники применяют для хранения охлажденных и замороженных продуктов.

О ооо.

Обмен веществ и энергии в организме.

В процессе жизнедеятельности человеческий организм расхо­дует энергию на функционирование внутренних органов, поддер­жание температуры тела, выполнение физической работы и т.д.

Выделение энергии происходит в результате окисления сложных органических веществ, входящих в состав клеток, тканей и органов человека, до более простых соединений.