книги из ГПНТБ / Фрумкин, М. Л. Технологические основы радиационной обработки пищевых продуктов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных исследований позво­ ляют в определенной мере познать механизм действия ионизи­ рующих излучений на объекты растительного и животного про­ исхождения и поражающие их микроорганизмы и определить перспективы использования ионизирующей радиации в практи­ ке хранения и консервирования плодов, ягод, овощей, мяса н мясопродуктов.

Лежкость растительного сырья при любом способе хранения определяется прежде всего инфекционной нагрузкой и его фи­ зиологическими особенностями. При изучении действия ионизи­ рующих излучений иа микрофлору плодов, ягод и овощей выяв­

радиочувствительностью, которая зависит от вида и штамма гри­ ба, стадии его развития, среды, концентрации, условий облуче­ ния. Для полного подавлеппя жизнедеятельности грибов в гете­ рогенных популяциях необходимы дозы, превышающие J ООО крад. Прп облучении сублетальиыми дозами грибы способ­ ны восстанавливать жизнедеятельность, сохраняя патогеппость по отношению к плодам, ягодам и овощам. Скорость реактива­ ции грибов зависит от дозы и интенсивности облучения, радио­ чувствительности гриба, его потенциальных способностей к ре­ парационным процессам и условий пострадиационного периода.

Относительно действия ионизирующих излучений на природ­ ную сопротивляемость растительных тканей микроорганизмам установлено, что облучение снижает естественную устойчивость всех видов плодов, ягод и овощей к микроорганизмам: чем боль­ ше величина и мощность дозы, тем ниже естественная устойчи-

392 вость плодов; чем менее зрелые плоды, тем ниже сопротивляе-

мость их тканей. Снижение сопротивляемости плодов инфекции выражается в размягчении тканей и увеличении проницаемости их для органических веществ; уменьшении способности образо­ вывать защитные вещества в ответ на заражение; ослаблении защитных раневых реакций при механических повреждениях; изменении ряда физиологических процессов, от которых зависит устойчивость (в первую очередь снижение энергетической эф­ фективности дыхания).

В пострадиационный период сопротивляемость тканей облу­ ченных плодов внедрению микроорганизмов в значительной мере восстанавливается.

Установлено также, что облучение изменяет скорость и ха­ рактер процессов, обусловливающих послеуборочное дозревание плодов, ягод и овощей. Непосредственно при облучении харак­ тер превращения соединений, определяющих плотность тканей, так же, как и характер изменения некоторых биохимических процессов, сопровождающих послеуборочное дозревание, оди­ наков у всех плодов, ягод и овощей (размягчение и увеличение проницаемости тканей, увеличение интенсивности дыхания и выделения этилена). Красящие вещества при облучении разру­ шаются, причем независимо от физиологических особенностей облучаемого объекта содержащиеся в тканях каротпнопды бо­ лее радиоустойчпвьт, чем хлорофпллы шш антоцпаны.

В пострадиационный период характер изменения процессов, влияющих па плотность тканей, также одинаков у всех плодов. Эти изменения способствуют замедленному размягчению тканей, проявляются сильнее с увеличением дозы облучения п выраже­ ны тем ярче, чем менее зрелые плоды подвергаются обработке. Скорость накопления красящих веществ в этот период зависит от дозы облучения (низкие дозы стимулируют процесс, высо­ кие — задерживают) и физиологического состояния плодов в момент облучения (чем менее зрелые плоды, тем ярче выраже­ ны изменения).

Изменения в энергетическом обмене плодов, в значительной мере ответственном за процессы послеуборочного дозревания, не носят деструктивного характера. Активация и некоторая пере­ стройка окислительного аппарата способствуют снабжению энер­ гией репарационных процессов в клетках тканей.

Выявленные закономерности действия разных доз ионизирую­ щих излучений иа плоды и поражающие их микроорганизмы, позволяют утверждать, что при радурпзацпи снижение инфекци­ онной нагрузки не должно сопровождаться резким уменьшением 393

природной устойчивости плодов к микроорганизмам и нежела­ тельными изменениями в процессах послеуборочного дозрева­ ния. Этим требованиям отвечают дозы 100—300 крад, конкрет­ ная величина которых зависит от физиологических особенностей облучаемого объекта и типичных возбудителей порчи.

Однако облучение плодов, ягод и овощей дозами до 300 крад ие полностью подавляет жизнедеятельность спонтанной микро­ флоры. Поэтому наиболее эффективным является облучение только скоропортящихся зрелых плодов, ягод и овощей, которые по своим физиологическим особенностям ие пригодны для дли­ тельного храпепня н сроки хранения которых определяются в основном пнфекцпопной нагрузкой.

Сроки хранения облученного сырья зависят от его физиологи­ ческих особенностей, состава спонтанной микрофлоры, условий выращивания, сбора, облучения п транспортирования, товарных качеств и особенностей сорта. Так, длительность храпения ско­ ропортящихся плодов, ягод п овощей, облученных дозами 100— 300 крад, определяется скоростью восстаповлеипя жизнедея­ тельности основных возбудителей порчи, поражающих их. Ско­ рость реактивации плесневых грпбов в значительной мере зависит от температуры и у большинства видов тем меньше, чем ниже температура. Храпение облученных плодов, ягод и овощей более 2 пед (что возможно прп температурах 0—6° С) способ­ ствует не только реактпвацпп споитаппой мпкрофлоры, но и развитию микроорганизмов, попавших из воздуха. Установлено,

Радурпзацпя, кроме того, способствует значительному увели­ чению выхода сока при хорошем качестве, чего ие может обеспе­ чить ни один из существующих способов обработки.

Для радаппертизации наибольший иптерес представляют со­ ки — ценный по своим питательным свойствам и распространен­ ный вид консервов. Однако перспектпвпой для них является только комбинированная обработка.

Перспективными для радаппертизации являются и натураль­ ные овощи. В них даже при таких высоких дозах радиации, как 1,5—2,0 Мрад, не отмечено более значительных, чем при стери­ лизации теплом, превращений веществ, определяющих цвет, структуру тканей и пищевую ценность продукта.

Радаппертизации компотов неэффективна, так как из-за боль­ шой их обсемененности дрожжами, обладающими высокой радио-

устойчивостью, требуются дозы 1,5—2,0 Мрад, вызывающие глубокие превращения красящих и пектиновых веществ, опреде­ ляющих цвет и консистенцию продукта. Специально разрабо­ танная технологическая схема подготовки предусматривает прогревание и облучение продукта низкими дозами радиации (0,6—0,8 Мрад). Однако и при этом качество компотов ие луч­ ше, чем при стерилизации теплом.

*% #

Исследованиями по радиационной обработке мяса и мясопро­ дуктов удалось устаповпть режимы облучения охлажденного мяса и птицепродуктов, упакованных в полимерные пленки под вакуумом. Используемые при этом дозы радиации ие вызывают в продукте существенных органолептическнх изменений, обе­ спечивают значительное снижение количества микроорганизмов и способствуют удлинению срока хранения при 2—4° С.

Микробиологические процессы при облучении различных ви­ дов мяса и птицепродуктов в основном носят одинаковый харак­ тер. При радуризацни полностью подавляются возбудители протеолитической порчи мяса — неспоровые гнилостные палоч­ ки из группы Pseudomonas—Achromobacter и частично пнактивируются более устойчивые к облучеишо микрококки и лактобациллы, споровые палочкп и дрожжеподобные организмы.

Мясо, облученное дозой 0,1—0,2 Мрад, сохраняется 10 дней; 0,3—0,4 Мрад — 4—5 нед; 0,6 Мрад — 6—8 нед.

Упаковка мяса под вакуумом не приводит к увеличению ра­ диоустойчивости микроорганизмов, а, напротив, задерживает развитие остаточной микрофлоры. Быстрое охлаждение мясо­ продуктов после облучения также не способствует пострадиа­ ционной реактивации микроорганизмов.

Комбинированная обработка мяса ионизирующими излучения­ ми совместно с антибактериальными веществами обеспечивает значительное снижение выживаемости микроорганизмов. Дей­ ствие двух ингибирующих факторов (радиации и различных добавок) оказывает кумулятивный, но не синергический эффект.

Характер мпкробиальной порчи облученных мясопродуктов существенно отличается от процессов порчи, которые протекают в иеоблученном мясе. Это обусловлено, главным образом, изме­ нением видового состава микрофлоры мяса под влиянием

облучения, и в меньшей степени зависит от воздействия 395

ионизирующей радиации иа ферментативную активность микро­ организмов и свойств самого мясного субстрата.

При разработке рациональной технологии радурпзации мяса, связанной с изучением воздействия ионизирующих излучений на ранние автолитпчеекпе процессы в мышечной ткани, а также с псследованпем биохимических измепеппй в ходе длительного хранения облучеипого мяса, установлено, что под влиянием ионизирующей радиации на ранних стадиях автолиза происходит некоторое искажение естественного хода биохимических про­ цессов. Облучеппе вызывает ускоренный распад гликогена и макроэргнчоекпх пуклеотпдов в парпом мясо, образование не­ сколько большего, чем обычно, количества углеводов и молочной кислоты. Все это способствует развитию пежелательиых изме­ пеппй в фпзпко-хпмпческих и механических свойствах мяса, в том числе снижает его водоудержпвающую способность.

В целях предотвращения этих явлений требуется выдержка мяса перед облучеппем прп низких положительных температу­ рах в течение суток после забоя для завершения наиболее интен­ сивных процессов раппего автолиза.

Известно, что при храпении более 30 дней качество облучен­ ного (дозой 0,4 Мрад) мяса ухудшается: в пакетах накаплива­ ется мясной сок, поверхность мясных полуфабрикатов обесцве­ чивается. Используя специальные способы подготовки сырья (предубойпую адреналпнпзацшо пли пред/радиационную обра­ ботку полуфабрикатов), можно предотвратить пли уменьшить нежелательпые биохимические процессы прп храпенпп охлаж­ денного мяса. И адрепалиппзация, и предрадпациоппая обра­ ботка мяса хлористым патрнем, трпполпфосфатом п аскорбино­ вой кислотой позволяют уменьшить выделепне соков у облучен­ ных полуфабрикатов, сохранить нормальную окраску продукта и замедлить окислительные изменения лппидов. Такое мясо сохраняется прп 2—4° С в течение 2 мес. Следует отметить, что наиболее эффективным способом использования солевой смеси является нанесение ее в виде порошка на поверхность продук­ та, причем такая обработка должна производиться не ранее, чем через сутки после забоя животных.

Оптимальный консервирующий эффект получен при радурп­ зации мяса, прошедшего предварительную технологическую об­ работку. Перспективным способом комбинированной обработки является сочетание кратковременной термической обработки мясных полуфабрикатов во фритюре (ароматизированном рас­ тительными добавками) с последующей вакуумной упаковкой и облучением дозой 0,6 Млад.. Указанный способ позволяет полу-

чить полуфабрикаты высокой степени готовности, сохраняющие

Предварительная обработка поверхности мяса солевой смесью (2% NaCl + 0,3% триполифосфата натрия) способствует значи­ тельному снижению потерь массы при обжаривании, а также уменьшению окисления липидов при облучении и хранении полуфабрикатов.

Перспективна и радуризацня натуральных мясных кулинар­ ных изделий. Технологическая схема процесса включает обжар­ ку полуфабрикатов инфракрасным излучением без дополни­ тельного введения жира и облучение упакованных под вакуумом готовых изделий дозой 0,8 Мрад. Установлен высокий бактери­ цидный эффект такой обработки, выявлепы качественные преи­ мущества облученного продукта по сравнению с замороженным прп хранении в течение 6 мес.

Радиационная обработка упакованного под вакуумом обжарен­ ного мелкокускового мяса дозой 0,8 Мрад обеспечивает почти полную инактивацию жизнедеятельности микроорганизмов и позволяет значительно увеличить сроки его хранеиня (не менее 6 мес) прп низкой положительной температуре. Такого рода продукт можно использовать как полуфабрикат прп изготовле­ нии мясных блюд, которые требуют комбинированной тепловой обработки — обжаркп с последующим тушением (азу, гуляш и др.).

Интерес представляет радурнзация мясоовощиых блюд, кото­ рые после вакуумной упаковки и облучения дозой 0,8 Мрад не подвергаются микробиологической порче и сохраняют высокие вкусовые качества прп храпеипп ие менее 6 мес прп комнатной температуре.

Сохранению оргаполептпческих и физико-химических свойств облученных обжаренных полуфабрикатов и кулинарных изделий в течение длительного времени способствует использо­ вание в качестве упаковочного материала комбинированной пленки с фольгой.

Облучение дозой 0,3 Мрад упакованных под вакуумом в по­ лимерные плепки варено-копченых кореек, грудинок и полукоп­ ченой украинской колбасы позволяет увеличить срок их хране­ ния до 45 дней, что в 3 раза превышает длительность хранения пеоблученных изделий.

Значительные трудности представляет радиационная обработ­ ка высокими дозами (3—5 Мрад) сырого мяса с целью его 397

длптельпого хранения в условиях нерегулируемой температуры. Происходящие прп этом в мясе химические превращения низко­ молекулярных экстрактивных веществ, липидов, углеводов и белков приводят к нарушению его оргаиолептических свойств, что выражается в появлении специфического запаха, изменении цвета, консистенции и водоудерживающей способности. Радаппертпзацпя мяса также сопровождается нежелательными изме­ нениями, вызванными автолптнческпми процессами при дли­ тельном хранении и приводящими к резкому ухудшению на­ туральных свойств продукта.

Проведенные исследования показали, что ингибирование про­ теолиза в мясе возможно путем искусственного повышения ве­ личины рН перед облучением. При этом резко увеличиваются водоудерживающая способность мяса, которая сохраняется на высоком уровне п после облучения в течение длительного вре­ мени прп 20° С. В связи с неблагоприятной реакцией среды для действия катепсипов тормозится пакоплепне амппо —• аммиачно­ го азота п свободпых аминокислот.

Одним из методов увеличения рН мяса является предубойиое введение жпвотпым адрепалпна. Сочетание предубойпой адреналпнпзацпп с последующей выдержкой мяса в герметичной упа­ ковке в течение 24 ч прп 4° С до облучения для утилизации кислорода за счет автолиза и дальнейшей радиационной обра­ боткой прп —70° С позволяет получить продукт с естественными свойствами и храппть его при 20° С не мепее 6 мес.

Для торможения процесса автолиза в мясе мелких животных и птицы может быть успешно использовано предубойиое облу­ чение животных сублетальпымн дозами. В результате такого воздействия происходит усиление секреции адреналина и, как следствие, изменения в мышцах, близкие к тем, что происходят при искусственной адреналинпзации.

Однако исследования по радаппертизации сырого мяса нельзя еще считать законченными. Необходимо продолжить работу по совершенствованию технологии, обеспечивающей хорошее ка­ чество мяса, облученного высокими дозами.

Наиболее простым и практически легко осуществимым спосо­ бом предотвращения автолитической порчи облученного мяса является сочетание радиационной обработки с предварительной термической инактивацией ферментпых систем мяса. Установ­ лено, что нагревание мяса до 77—80° С (в центре куска) способ­ ствует полной инактивации катепсипов и вполпе достаточно для

398 ингибирования протеолиза при длительном храпении продукта.

Мясо, прошедшее такую тепловую обработку, не является пол­ ностью готовым в кулинарном отношении и пригодно для изго­ товления из него почти любых блюд.

Большинство исследований по радаппертизации мяса дало воз­ можность рекомендовать технологическую схему подготовки стойких в хранении различных видов мяса, а также солено-коп­ ченых и колбасных изделий. Основой этой технологии является инактивация ферментов, использование вакуумной упаковки и облучение при —30 или —80° С.