Вопрос № 79. Изменения свойств мясного сырья при холодильной, тепловой обработке, посоле, сушке, копчении. Физико-химические изменения в сырье и продуктах при воздействии консервирующих реагентов

Гниение, прокисание и брожение ­– микробиологические процессы. Микробы при консервации уничтожаются, а ферменты инактивируются. Изменяя условия среды, воздействуя на сырье или микроорганизмы физическими и химическими факторами, можно добиться уничтожения или подавления жизни возбудителей порчи.

Методы консервирования можно разделить на три группы:

1. принцип биоза – поддержание жизненных процессов в сырье и использование его собственного иммунитета.

2. принцип абиоза – замедление, подавление жизнедеятельности микроорганизмов (анабиотическое состояние). Жизненные процессы в сырье прекращаются.

3. принцип абиоза (отсутствие жизни) – полное прекращение жизни клеток и микроорганизмов.

Биоз делится на гемибиоз – хранение плодов и овощей в свежем виде, без обработки с достаточными условиями, и эубиоз – это мероприятия по предубойному содержанию скота, транспортировке, до их использования.

Анабиоз – это метод консервирования в чистом виде, т.е.

1.искусственный холод (умеренный или охлаждение и заморозка). Умеренный холод позволяет сохранять продукты и сырье без изменения натуральных свойств, дольше биоза.

2. Создание высоких концентраций осмотически активных веществ, которые вызывают плазмолиз растительных и микробных клеток и денатурацию животных. Применяется сахар и соль. Сахара нужно больше (не менее 70%), соли меньше (10-12%)

3.сушка. Минимум влажности, которую требуют микробы для развития – 25-30%, плесени – 10%. В сухой среде микробные клетки отдают осмотическим путем (также как и при солении) влагу, плазмолизируют и гибнут.

4. хранение в регулируемой атмосфере – создание другой атмосферы по составу. Создание оптимальных газовых смесей, где кислорода 15%, диоксида углерода до 10%, азота до 79%. Под влиянием диоксида углерода микробы и животные и растительные клетки впадают в анабиотическое состояние.

5. ультрафиолетовое облучение – обладает большой энергией и оказывает химическое и биологическое воздействие. Бактерицидный эффект, но с малой проникающей способностью.

6. маринование, спиртование, квашение и спиртовое брожение. Микрофлора плохо развивается в кислой среде или в спирте. Уксусная и молочная кислота (0,6-1,2%).

Анабиоз:

1. тепловая стерилизация. Смерть от высокой температуры, белки коагулируют, что ведет к разрыву цитоплазматической оболочки. Наиболее надежный метод консервации.

2. применение СВЧ, токов высокой частоты (микроволны).

3. применение антисептиков, химических веществ ядовитых для микрофлоры.

4. применение антибиотиков.

В целом методы консервирования можно разложить так:

Физические – излучение и температура.

Химические – антисептики и антибиотики.

Физико-химические – осмос.

Биохимические – квашение.

Комбинированные – копчение.

Физико-химические изменения сырья и продукции при хранении

Хранение – этап технологического цикла от выпуска готовой продукции до потребления или утилизации, цель – обеспечение стабильности исходных свойств или их изменение с минимальными потерями.

Показатели эффективного хранения – сохранение без потерь или с минимальными потерями в течение заранее обусловленного срока. Показатели – это выход стандартной продукции, размер потерь и сроки хранения.

Условия хранения – это совокупность внешних воздействий окружающей среды, обусловленных режимом хранения и размещения товаров на хранении.

1. Режим хранения – это совокупность климатических и санитарно-гигиенических требований, обеспечивающих сохраняемость товаров.

Климатический режим:

А.Температура хранения – температура воздуха в хранилище. Наиболее значимый показатель. С повышением температуры усиливаются химические, физико-химические, биохимические и микробиологические процессы. По правилу Вант-Гоффа скорость хим. Процессов с повышением температуры на каждые 10ºС увеличивается в 2-3 раза.

При замерзании воды разрушается микроструктура продукта, иногда упаковки, образуются микротрещины, разрушаются клетки и гибнут биообъекты. Продукты с гомогенизированной структурой при замерзании расслаиваются (молоко, кисломолочные продукты, шампуни, гели и т.д.), а в некоторых продуктах выпадает осадок (пиво, вино и т.д.).

Для продуктов хранившихся замороженными по ТР и НТД не существует ограничений нижнего предела температур. Но при более низких температурах отмечается интенсивная сублимация льда и сильное обезвоживание, как правило, мало обратимое.

Верхний предел температур все же ограничен – это не выше 8ºС, так как при более высоких температурах происходит перекристаллизация льда, укрупнение кристаллов.

СанПиНы регламентируют условия и сроки хранения скоропортящихся продуктов.

Б. Относительная влажность воздуха. Показатель, характеризующий степень насыщенности воздуха водяными парами.

Определяется как отношение действительного содержания водяных паров в определенном объеме воздуха к тому их количеству, которое необходимо для насыщения того же объема воздуха при одинаковой температуре.

Косвенно свидетельствует о дефиците водяных паров в окружающей среде.

Таблица Классификация продуктов по влажности и требованиям к оптимальному влажностному режиму

Б. Воздухообмен. Показатель режима, характеризующий интенсивность и кратность обмена воздуха в окружающей среде.

Для создания равномерного температурно-влажностного режима, удаления газообразных веществ.

Различают вентиляцию и циркуляцию.

И два вида воздухообмена: естественный и принудительный.

Естественный воздухообмен осуществляется за счет разницы удельного веса холодного и теплого воздуха. Наиболее заметное движение воздуха начинается при разнице температур выше 8ºС. чем больше разница, тем выше воздухообмен.

Принудительный воздухообмен осуществляется от вентиляторов (различают общеобменный и активный воздухообмен).

Общеобменный создает перемещение лишь в свободном от продуктов месте. Пригоден для продуктов не выделяющих тепло, так как принудительной подачи в массу продуктов не происходит.

Активный воздухообмен осуществляется путем побудительной подачи воздуха через товарную массу. Применяется при хранении зерна, картофеля, корнеплодов. При сильном и интенсивном отводе водяных паров происходит увядание, большие затраты на оборудование и электроэнергию, требует тщательной проработки эффективности.

Г. Газовый состав воздуха.

Основные газы – кислород, азот, углекислый газ,

Инертные газы – водород, гелий, аргон,

Вредные газообразные примеси – окислы азота, серы, озон, аммиак, фреон и т.д.

В нормальной газовой среде (НГС) преобладает кислород и азот (кислород – 20,6%, азот – 78%, углекислый газ – 0,03%, инертные газы – около 1%).

Применение модифицированной газовой среды (МГС) успешно позволяет увеличить сроки сохранности биообъектов. При этом концентрацию кислорода уменьшают до не ниже 2%, углекислого газа до 2…5%, но не более 8%.

Азот и инертные газы практически не влияют на сохраняемость продуктов, но окислы серы, азота, аммиака приводят к загрязнению продуктов и изменению потребительских качеств.

Д. Освещенность. Интенсивность света на складе. Свет активизирует окислительные процессы, разрушает красящие вещества, витамины. Для этого строят хранилища без окон, с занавесями и солнечнозащитными козырьками.

Е. Микробиологическая обсемененность воздуха, тары, оборудования. Оценивается качественно и количественно.

Наиболее распространенными микроорганизмами являются споры плесневых грибов, дикие дрожжи.

1. Предельные сроки годности

Максимально допустимые сроки, в течение которых продукт имеет гарантированную безопасность. Устанавливаются на скоропортящиеся продукты, на весь период от изготовления до потребления.

А. Скоропортящиеся продукты. Так продукты со сроком годности до 5 суток рекомендуется реализовывать за 1-2 дня до окончания предельного срока.

К скоропортящимся продуктам относятся продукты со сроком годности от нескольких часов до нескольких суток.

Сроки годности не могут продлеваться.

Б. Кратковременно хранящиеся продукты. Продукты со сроком годности от 0,5 до 30 суток. Все относятся также к пищевым продуктам. В основном хлебобулочные изделия, кондитерские, свежие фрукты и овощи.

При хранении эта группа более слабо утрачивает безопасность, сроки хранения обусловлены утратой качества. Для продуктов этой группы устанавливают гарантийные сроки хранения, нормируют стандартами.

В. Длительно хранящиеся продукты.

Подразделяются на продукты с ограничением и без ограничения сроков годности.

Продукты с ограниченным сроком могут храниться от одного месяца до года и более, но срок хранения нормируется.

В этой группе ограничивают срок хранения прогоркание жиров, старение, утрата ароматических веществ.

Продукты без ограничения срока хранятся в течение нескольких лет без утраты потребительских качеств.

Это мука, крупа, макаронные, вино-водочные изделия, консервы. Устанавливаются лишь прогнозируемые сроки хранения.

Дата изготовления – дата, проставляемая изготовителем на упаковке или документах на партию и фиксирующая начало соответствия пищевого продукта требованиям к качеству.

Срок хранения – период, в течение которого продукт сохраняет все свои свойства, указанные в нормативно-технической документации, но с условием соблюдения установленных в НТД условий хранения.

По истечении этого срока пищевой продукт пригоден в пищу, но со сниженными потребительскими характеристиками и ценой.

Начисляют с даты изготовления и указывают как «срок хранения до…», «срок хранения в течение…».

Условия хранения указываются для продуктов имеющих ограниченные сроки годности или требующих специальные условия хранения в том числе и после вскрытия упаковки (консервы и детское питание).

Срок годности – период, по истечении которого продукт считается непригодным для использования по назначению (в пищу человека).

Срок годности устанавливает изготовитель на основании проведенных или заказанных исследований с указанием условий хранения и обязан гарантировать при соблюдении этих условий соответствие продукта требованиям безопасности для жизни и здоровья потребителей.

По истечении этого срока, продукты считаются непригодными для использованию по назначению и могут быть использованы не для пищевых целей или утилизированы.

Срок годности исчисляется с даты изготовления (годен в течение…, годен до …, использовать до….).

Дата окончания срока годности указывается:

• час, день, месяц – для скоропортящихся продуктов;

• день и месяц – если срок годности не превышает 3 месяцев;

• месяц и год – если срок годности превышает 3 месяца.

Срок реализации – дата, до которой пищевой продукт может предлагаться потребителю для использования по назначению и до которой он не теряет своих потребительских характеристик.

Такой срок устанавливается с учетом некоторого разумного периода хранения продуктов в домашних условиях после покупки и до использования в пищу.

Исчисляют с даты изготовления, и указывают на упаковке, потребительской таре.

Единство ассимиляционных и диссимиляционных процессов является хаактерной особенностью живого организма. При распаде (диссимиляции) происходит выделение энергии при ассимиляции накопление энергии. Построение и использование энергии веществ поступающих извне.

Углеводы находятся главным образом в растительном сырье:

• моносахариды (глюкоза, фруктоза);

• полисахариды 1 порядка (сахароза, лактоза, мальтоза);

• полисахариды 2 порядка (крахмал, декстрин, гликоген, целлюлоза, пектин).

При окислении выделяют энергию 15,7 кДж/г (3,75 ккал/г).

Глюкоза и фруктоза простые (моно) сахара с одинаковой эмпирической формулой С6 Н12 О6, но различаются структурой молекулы. Непосредственно усваиваются (фруктоза легче).

Сахароза – свекловичный или тростниковый сахар С12 Н22 О11. Сахароза непосредственно не усваивается, а гидролитически распадается на глюкозу и фруктозу – С12 Н22 О11 + Н2О – 2С6 Н12 О6. Непосредственному окислению в организме (инверсии) подвергаются моносахара.

Крахмал (С6 Н10 О5)n без сладкого вкуса с превращением в ЖКТ в глюкозу. Состоит из амилозы (растворима в горячей воде) и амилопектина (не растворим, но набухает как клейстер, с большой вязкостью).

Целлюлоза (клетчатка) эмпирическая формула как и у крахмала. Но она наиболее инертна в химическом отношении. Нигде не растворима и не переваривается в ЖКТ. Является балластом или пищевыми волокнами с функциями адсорбции, обеспечения перистальтики.

Целлюлоза тормозит теплообменные процессы в технологии за счет густой консистенции и термической инерции.

Пектиновые вещества так же полисахариды несахаристого типа. Может быть растворимыми и не растворимыми. При нагревании нерастворимые формы превращаются в растворимые. Не усваиваются непосредственно. Роль более активная, чем у целлюлозы:

• образуют комплексные соединения с тяжелыми металлами и выводят их из организма;

• образуют в присутствии сахаров и кислоты фрукторые студни, желе.

Жиры более энерготичны, чем углеводы (37,7 кДж/г или 9 ккал/г).

Сложные эфиры трехатомного спирта (глицерина) и высокомолекулярных органических кислот. При гидролизе распадаются на составные части.

Белковые азотистые вещества состоят из аминоктслот производных жирных кислот, в которых один атом водорода заменен аминной группой. Все аминокислоты природные имеют одну общую формулу и отличаются только радикалами. Самая простейшая глицин.

Белки являются полимерами высокомолекулярными веществами.

Простые протеины построены только из аминокислот (альбумин, глобулин).

Сложные – являются протеидами с вхождением помимо белковой части небелковой (нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды).

Такая простетическая часть и определяет физико-химические свойства.

Органические кислоты в растительных продуктах содержатся в больших объемах. Но преобладают яблочная и лимонная, в винограде виннокаменная в виде кислой калиевой соли.

В продуктах переработки уже находятся и уксусная с молочной.

В овощах очень немного органических кислот, в плодах от 1 до 8% (лимонная в лимонах).

Кислый вкус определяется в основном концентрацией водородных ионов, выраженной через водородный показатель рН (у плодов 3-4, у овощей 4,5-6).

Способствуют обмену веществ и активно регулируют технологические процессы пищевых производств (инверсия сахарозы, замедление жизнедеятельности микрофлоры и т.д.).

Полифенолы многочисленны и определяют вяжущий вкус и окраску. Выполняют функции витамин в ряде обстоятельств. Но усложняют или осложняют технологические процессы. Из-за окисления дубильных веществ темнеют.

Ферменты являются катализаторами. Образуют большую группу белков энзимов. Сложными энзимами являются те, которые катализируют окислительно-восстановительные реакции, в то же время ферменты ЖКТ – простые.

Простетическая (небелковая) группа – кофермент (определяет роль акцептора), белковая – апофермент (определяет специфичность). Образуют функциональный комплекс – холофермент со своими функциями.

Ферменты характеризуются строгой специфичностью (сахараза переводит сахарозу в инвертный сахар, пектаза и т.д.).

Витамины содержатся в сотых и тысячных долях процента.