Глава 3. Микробиологические методы консервирования

Квашение, соление и мочение овощей, плодов и ягод – это консервирование, основанное на образовании естественного консерванта – молочной кислоты, образующейся в результате сбраживания сахаров молочнокислыми бактериями. Параллельно с молочнокислым брожением в заквашиваемых продуктах наблюдается и спиртовое. Дрожжи хорошо развиваются в кислой среде и выдерживают большую концентрацию соли.

При микробиологическом методе консервирования создаются анаэробные условия в продукте, что препятствует развитию в нем большей части бактериальной микрофлоры, особенно гнилостной, для существования которой нужен кислород. Этого достигают содержанием продукта, подготовленного к брожению, под «гнетом» в собственном соку или в приготовленных растворах соли, а иногда и сахара. Слой жидкости в этом случае изолирует всю массу продукта от кислорода атмосферы.

Для успешного развития молочнокислых бактерий в заквашиваемой среде должно быть достаточно водорастворимых веществ и прежде всего сахаров. Обычно в большей части продуктов, подвергающихся молочнокислому брожению, сахара содержатся в нужном количестве. Доступными для бактерий они становятся в результате диффузии и механического разрушения растительных тканей.

Важное значение при квашении имеет создание повышенного осмотического давления в продукте. Молочнокислые бактерии выдерживают значительно большее осмотическое давление, чем многие другие, в том числе и гнилостные бактерии. Создают повышенное осмотическое давление в продукте введением в него поваренной соли, а в некоторых случаях – сахара (при мочении яблок, брусники). Кроме того, соль придает вкус продуктам, способствует плазмолизу клеток и тканей, в результате чего выделяется значительное количество сока. Поэтому группу квашеных продуктов, в которые вводят значительное количество соли, обычно называют солёно-квашеными. Это прежде всего относится к капусте, в которую вводят 1,5…2,5 % соли (к массе всех продуктов в рецептуре), и огурцам, заливаемым рассолом, содержащим от 6 до 9 % соли.

В заквашиваемых продуктах находятся различные группы молочнокислых и других микроорганизмов, влияющих на ход ферментации (брожения). На подготовительной стадии бурно начинают развиваться аэробные микроорганизмы (при рН 6,2): дрожжи, палочковидные бактерии, газо- и кислотообразователи, различные кокки, типичные эпифиты Ervinia herbicola. Этот период характеризуется обильным пенообразованием. Развитие такой смешанной микрофлоры, выделяющей различные продукты обмена и использующей остаточные количества кислорода, естественно влияют на вкус готового продукта. В это время образуются небольшие количества муравьиной, уксусной, янтарной, пропионовой, молочной, масляной кислот, этилового спирта, выделяется диоксид углерода, в ничтожных количествах – метан. Первая стадия длится 1…3 сут. Аэробные микроорганизмы при этом поглощают кислород и создают условия для развития анаэробов.

Основная стадия начинается развитием гетероферментативных молочнокислых коковидных бактерий Leuconostos mesenteroides, которые становятся доминирующими к концу вторых-третьих суток. Жизнедеятельность данного вида определяет запах доброкачественной капусты. Эти бактерии обладают не только большой силой роста, но и быстрой гибелью клеток. К концу этой стадии общая кислотность продукта повышается до 0,7…1,0 % (в пересчете на молочную кислоту), и развитие гнилостных бактерий становится невозможным. Кроме молочной образуется также уксусная кислота, этиловый спирт, эфиры, диоксид углерода, маннит, присутствие которого придает капусте горьковатый привкус.

Через 4…6 сут ферментации кокковую форму сменяют гомоферментативные молочнокислые палочковидные бактерии Lactobacillus plantarum. Они обеспечивают основной процесс ферментации, так как при сбраживании углеводов образуют только молочную кислоту. Наиболее благоприятная температура для их развития – 18…21⁰С. Содержание молочной кислоты в этот период достигает 1,5…2 %. Lactobacillus plantarum усваивает маннит, что устраняет горький привкус у капусты. Завершается основная стадия примерно через три недели, когда представителей Lactobacillus plantarum начинает угнетать накопившаяся молочная кислота. В данный период наблюдается активная жизнедеятельность дрожжей, накапливающих до 1% спирта, который, соединяясь с кислотами, дает эфиры.

Конечная стадия ферментации начинается после накопления 1,5…2 % молочной кислоты. Среди микроорганизмов начинают преобладать гетероферментативные молочнокислые палочковидные бактерии, преимущественно Lactobacillus brevis и другие ароматообразующие виды, относительно слабо чувствительные к кислотности среды и содержанию соли. На данной стадии сбраживаются пентозаны. Концентрация молочной кислоты достигает 2,0…2,5 %. Наряду с молочной кислотой в квашеной капусте содержатся 0,25 % этилового спирта, маннит, декстран и другие продукты. Брожение заканчивается, когда все углеводы использованы. Однако в производственных условиях ферментацию не ведут до конечной стадии, так как лучшие вкусовые качества квашеной капусты отмечаются при содержании молочной кислоты 0,7…1,3 %, что соответствует требованиям стандарта для первого сорта.

В процессе квашения могут развиваться и нежелательные микроорганизмы, например из рода Аerobacter, приспособившиеся к высоким концентрациям поваренной соли. Эти бактерии образуют довольно много газов (углекислого и водорода). Развитие таких микроорганизмов стремятся задержать быстрым накоплением кислоты в продукте, что достигается проведением брожения при более высоких температурах (18…22⁰С). Температура выше 22⁰С тоже нежелательна, так как при этом развиваются маслянокислые бактерии, продуцирующие масляную кислоту, портящую продукт.

Следовательно, при ферментации плодоовощного сырья необходимо предупредить нежелательные процессы жизнедеятельности вредных микроорганизмов. На практике этого достигают, применяя чистые культуры молочнокислых бактерий и строго соблюдая технологические инструкции и санитарные правила.

Закваска чистых культур молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum штамм 1а рекомендована для квашения капусты из расчета 0,1 л на 1 кг. Более широкое распространение получили сухие закваски чистых культур молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 11/16. Концентрированную закваску готовят в специальных лабораториях. Она содержит не менее 100 млн. бактерий в 1 см³. Срок её хранения – не более 2,5 мес. Перед употреблением закваску можно разбавить двадцатикратным количеством кипячёной и охлаждённой воды (0,5 л закваски на 10 л воды). Полученной бактериальной взвеси достаточно, чтобы заквасить 5 т капусты.

Таким образом, при квашении, солении и мочении плодоовощной продукции основной принцип консервирования – ацидоценоанабиоз, когда консервантом является молочная кислота, вырабатываемая в процессе жизнедеятельности молочнокислыми бактериями. Осмоанабиоз – вспомогательный принцип, который обеспечивает благоприятную среду для действия молочнокислых бактерий и достигается путем введения в продукт соли. Термоанабиоз – принцип, позволяющий сохранить продукцию длительное время без снижения качества.