Основные методы консервирования пищевых продуктов

Консервирование пищевых продуктов заключается в специальной их обработке для предохранения от порчи при длительном хранении.

Продукты могут портиться под влиянием разных факторов: под действием кислорода воздуха и солнечного света, вследствие чрезмерно низкой или очень высокой влажности воздуха (усыхание или увлажнение). Но главное, решающее значение в порче продуктов имеет микробиологический и биохимический факторы. Микроорганизмы и тканевые ферменты могут вызывать разложение белков, гидролиз жиров, глубокие превращения углеводов и другие изменения. Поэтому основная задача консервирования пищевых продуктов сводится к ограничению или полному устранению разрушительного действия на них микроорганизмов и тканевых ферментов. Существует много способов консервирования: сушка, вяление, соление, квашение, копчение, применение специальных антисептических веществ и высоких концентраций сахара, пастеризация и стерилизация, другие способы. Все эти методы влияют на качество консервируемых продуктов: изменяют их внешний вид, цвет, вкусовые свойства, а иногда и снижают питательную ценность, нередко разрушают витамины.

В настоящее время нет методов, позволяющих сохранить пищевые продукты в течение длительного времени без каких-либо изменений их качества, но имеются достаточно надежные средства, с помощью которых можно замедлить протекающие в них процессы.

Из всех методов консервирования скоропортящихся продуктов наиболее эффективна обработка их холодом. Этот метод в наименьшей степени изменяет первоначальные свойства продуктов, а в сочетании с другими методами может вызвать даже улучшение их.

Консервирование пищевых продуктов холодом

Способ консервирования холодом основан на том, что при понижении температуры значительно снижается жизнедеятельность микроорганизмов и активность тканевых ферментов, в результате чего замедляются как реакции, естественно протекающие в некоторых продуктах (автолиз мяса, дыхание и дозревание плодов и т.д.), так и реакции, вызываемые деятельностью микроорганизмов.

В зависимости от температуры и характера холодильной обработки пищевые продукты условно разделяют на охлажденные, с температурой в центре продукта от 0 до 4°С; замороженные, имеющие температуру ниже -6ºС; дефростированные, подвергнутые полному размораживанию до температуры в толще выше точки начала замораживания. При охлаждении продуктов главным действующим фактором является низкая температура; при замораживании продуктов, кроме того, имеет значение переход воды в твердое состояние - обезвоживание ткани. Однако вода, являющаяся важнейшим фактором существования и развития микроорганизмов, при замораживании полностью не замерзает. Часть ее, содержащаяся в пищевых продуктах, оказывается настолько прочно связанной с твердым веществом, что не замерзает даже при очень низких температурах.

Различные микроорганизмы в различной мере подвержены влиянию холода. Одни из микроорганизмов выдерживают низкие температуры, другие погибают. Наиболее холодоустойчивы плесневые грибы и дрожжи. Бактерии хуже переносят холод; при замерзании среды они довольно быстро погибают. Однако полное вымирание бактерий наблюдается редко. Отмирание бактерий протекает весьма быстро, если среда, в которой они живут, заморожена до твердого состояния. Если среда только переохлаждена и находится в жидком состоянии, происходит медленное постепенное отмирание бактерий.

В средах, замороженных до твердого состояния, отмирание бактерий также зависит от температуры. При температуре замораживания от -5 до -12°С отмирание бактерий протекает значительно быстрее, чем, например, в зоне температур от -18 до -20°С. Это можно объяснить тем, что при -18°С и ниже среда замерзает значительно быстрее, чем при -5°С÷8°С, и биохимические процессы в клетках микроорганизмов быстро прекращаются - наступает состояние анабиоза.

Некоторые виды бактерий при температуре -5÷-8°С вымирают почти полностью в течение 10-14 месяцев и в нормальных условиях уже не развиваются или развиваются крайне слабо; жизнедеятельность бактерий других видов (например, почти всех спорообразующих) только слегка угнетается после выдержки при указанной температуре и в нормальных условиях они снова начинают развиваться через 5-6 дней. Аналогичное явление наблюдается также у плесневых грибков, более холодоустойчивых, чем бактерии.

При замораживании микроорганизмов обычно погибают 90-99% количества клеток, но полное отмирание наблюдается крайне редко. Болезнетворные бактерии в течение многих часов выдерживают температуру жидкого воздуха (около -190°С). Не отмирают микроорганизмы и при продолжительном воздействии на них низких температур.

Предполагают две взаимосвязанных причины принудительного подавления жизнедеятельности и отмирания микроорганизмов: нарушение обмена веществ и повреждение структуры клетки.

Пока температура остается выше криоскопической точки протоплазмы, нарушение жизнедеятельности микроорганизмов происходит только вследствие изменения температуры. Оно приводит к торможению всех процессов обмена веществ, нарушению нормального соотношения скоростей этих процессов.

Если температура ниже криоскопической точки протоплазмы, ее действие усугубляется вымерзанием воды в окружающей среде и в самой клетке.

Кроме изменения температуры на клетку влияет обезвоживание среды и протоплазмы, повышенная концентрация незамерзшей жидкой фазы, перенос влаги внутри самой клетки и из клетки во внешнюю среду в связи с образованием кристаллов льда и, наконец, механическое воздействие кристаллов. Все эти факторы зависят не только от температуры, но и от механизма кристаллообразования.

Сохранение качества продуктов при холодильном хранении в значительной степени зависит от начальной микробной загрязненности продуктов, а также от санитарного состояния холодильных камер. Микробиальную порчу продуктов при холодильном хранении вызывают в основном плесневые грибы. Попадая на продукт и развиваясь на нем, плесени не только ухудшают товарный вид продукта, но и вызывают его порчу под действием выделяемых ферментов. Особенно это касается хранения охлажденных продуктов. Рост большинства плесеней прекращается при температуре -9°С. Но при повышении температуры или после дефростации продуктов их жизнедеятельность восстанавливается. Поэтому при хранении необходим микробиологический контроль, который позволяет своевременно выявить степень зараженности камер плесенями и принять соответствующие меры. Кроме того, необходим постоянный контроль за соблюдением санитарных правил и технологических инструкций.

При действии низкой температуры не только задерживается развитие и размножение микроорганизмов, но и затормаживаются все биохимические процессы, происходящие в продукте под влиянием микроорганизмов и тканевых ферментов, вызывающих его порчу. Деятельность ферментов при замораживании полностью не приостанавливается. Липаза, например, не теряет активности при -35°С. При этой же температуре протекает ферментативный распад гликогена.

Ферменты не разрушаются даже при температуре -79°С. Потеря активности ферментов наблюдается при многократном замораживании и размораживании.

Скорости ферментативных процессов при действии низких температур изменяются неодинаково, поэтому автолитические процессы в замороженных продуктах, сохраняя общую направленность, которая существует до замораживания, приобретают некоторые особенности. Так при хранении замороженного мяса количество гликогена после снижения его на первом этапе хранения несколько увеличивается.

Скорость ферментативных процессов в период хранения зависит от скорости замораживания продукта. В мясе, замороженном быстрым способом, ферментативные процессы протекают интенсивнее, чем в мясе, замороженном медленно. Это можно объяснить более равномерным в быстрозамороженном мясе распределением влаги и меньшими размерами кристаллов.