Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Биотехнология пищевых продуктов. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

тенсивность других барьеров в продукте питания (например, aw, рН, охлаждения или конкурирующей микрофлоры), что будет способствовать стабилизации продукта питания в силу того, что барьеры, обеспечивающие микробиологическую стабильность продуктов питания, до некоторой степени взаимозаменяемы.

Микробиологическая стабильность и безопасность, а также сенсорное качество и пищевая ценность большинства консервированных продуктов питания основаны на использовании ряда консервирующих факторов в соответствии с накопленным опытом и, с недавнего времени, на квалифицированном применении барьерной технологии. Целенаправленное и квалифицированное использование барьерной технологии обеспечивает эффективное, но обладающее умеренной интенсивностью консервирование продуктов питания и распространяется по всему миру. Проходивший в Европе в течение 3-х лет (с 1994 по 1996 гг.) проект «Консервирование продуктов питания с применением комбинированных процессов», поддержанный Европейской комиссией и проводившийся при участии 13 учёных из 11 стран, способствовал распространению применения барьерной технологии. Концепция барьерной технологии оказалась успешной, поскольку квалифицированное использование комбинаций барьеров гарантирует надлежащую микробиологическую безопасность и стабильность, а также сенсорное качество и питательную ценность продуктов питания.

Изначально, некоторые учёные протестовали против термина «барьерная технология», так как в их представлении барьеры ассоциировались с препятствиями на пути достижения определённой цели, например, законодательными барьерами, рыночными барьерами. Но барьеры в продуктах питания обеспечивают преимущества при консервировании, и, таким образом, полезны для человека. Это справедливо с точки зрения человека. Тем не менее, если рассматривать ситуацию с точки зрения микроорганизмов, то для них барьеры в продуктах питания действительно опасны, потому что при невозможности их преодолеть микроорганизмы теряют активность или даже гибнут. Поэтому барьерную технологию необходимо объяснять с

микробиологической точки зрения. Несмотря на это, данное семантическое недоразумение устранено, и выражение «барьерная технология» получило признание и применяется во всём мире.

7.2.1. Влияние барьерных технологий

на общее качество пищевых продуктов

В 1991 г. М. Стенли предположил, что подход, основанный на барьерной технологии, можно применять к более широкой концепции консервирования продуктов питания, чем просто микробиологическая стабильность и безопасность, но чтобы данное предположение могло работать, потребуется точное знание об эффективности каждого барьера для данного продукта питания. Более того, он предложил провести различие между положительными и отрицательными барьерами применительно к качеству продукта питания; разумеется, барьерную технологию используют для обеспечения не только микробиологического, но и других аспектов качества продуктов питания, хотя данная область исследована значительно меньше по сравнению с микробиологическим аспектом. Маккейн подчеркнул, что в то время как барьерная технология – средство, соответствующее задаче гарантирования микробиологической стабильности и безопасности продуктов питания, общее качество продуктов питания – значительно более широкое понятие, включающее целый ряд физических, биологических и химических характеристик. Концепция комбинированных процессов должна развиваться в направлении общего качества продуктов питания, а не важных, но узких аспектов микробиологической стабильности и безопасности. Но в настоящее время методы приспособления барьерной технологии к общему качеству продуктов питания всё ещё не отвечают поставленным задачам; это справедливо и для прогнозирования качества продуктов питания методом моделирования. Несмотря на это, исследователи должны признать, что барьерная технология обладает более широкими возможностями, а промышленность – использовать имеющиеся в её распоряжении комбинированные процессы для улучшения максимально возможного количества характеристик качества продуктов питания.

Некоторые барьеры, например, продукты реакции Майяра, воздействуют как на безопасность, так и на качество продуктов питания в силу присущих им антимикробных свойств и одновременно улучшают вкусовые характеристики продуктов питания; это же справедливо и для нитрита натрия, используемого при посоле мяса. Возможные барьеры в продуктах питания способны влиять на микробиологическую стабильность и безопасность, а также сенсорные характеристики, питательную ценность, технологические и экономические параметры продукта питания и положительно или отрицательно сказываться на гарантировании желательного общего качества продукта питания. Более того, один и тот же барьер может положительно или отрицательно влиять на продукты питания в зависимости от его интенсивности. Например, охлаждение при неприемлемо низкой температуре пагубно влияет на фрукты (поражение вследствие охлаждения), в то время как воздействие охлаждения умеренной интенсивности оказывается благоприятным. Другой пример – уровень рН ферментированных колбас, который должен быть достаточно низким для подавления патогенных микроорганизмов, но не настолько, чтобы ухудшить вкусовые свойства. Если интенсивность конкретного барьера в продукте питания слишком низка, её необходимо повысить, если пагубна для общего качества – снизить. При использовании подобной корректировки необходимо сохранять оптимальный диапазон интенсивности барьеров, учитывая как безопасность, так и качество продуктов питания; пример представлен на рис. 7.1.

Барьеры воздействуют на различные характеристики качества продуктов питания. Например, на реологические характеристики продукта питания могут влиять разные барьеры. В 2001 г. сообщили об исчерпывающем исследовании воздействия барьеров на реологические свойства (в частности, разжёвываемость и степень жёсткости) индийского молочного продукта paneer со сроком хранения, увеличенным методом тепловой обработки умеренной интенсивности, снижения aw, и рН, а также внесения сорбата калия. Были созданы модели прогнозирования, используя методологию реакции поверхности для вновь выработанного и подвергнутого хранению продукта

питания. Снижение аw и рН увеличило степень жёсткости и разжёвываемость, в то время как тепловая обработка уменьшила значения указанных характеристик.

Рис. 7.1. Примеры характеристик барьеров в продуктах питания, которые

должны находиться в положительном диапазоне значений, в противном случае

интенсивность барьера необходимо повысить или снизить:

1 – интенсивность барьеров; 2 – минимальная интенсивность; 3 – оптимальный диапазон

значений; 4 – отрицательное воздействие; 5 – температура; 6 – активность воды;

7 – кислотность; 8 – антиокислители; 9 – Еh (окислительно-восстановительный потенциал);

10 – пороговые значения; 11 – исключение воздействия света; 12 – консерванты;

13 – упаковывание; 14 – оптимизация; 15 – сохранение; 16 – исключение;

17 – корректировка барьеров [14]

Взаимодействие между перечисленными факторами продемонстрировано на примере интересного взаимно усиливающегося воздействия. В рассматриваемом исследовании представлена важная количественная оценка воздействия барьера на качество продукта питания; полученные в ходе данной работы результаты могут содействовать проведению сходных исследований на примере других продуктов питания и отдельных характеристик.

7.3. ВЛИЯНИЕ БАРЬЕРА НА СОХРАННОСТЬ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

Влияние барьера очень важно для консервирования продуктов

питания, поскольку барьер контролирует порчу, развивающуюся в стабильном продукте питания и вызванную микроорганизмами, и гарантирует безопасность с учётом возможности пищевого отравления, а также содействует желательной ферментации продуктов питания. Л. Ляйстнер с соавторами признали, что концепция барьеров лишь иллюстрирует хорошо известный факт, что комплексные взаимодействия аw, рН, консервантов и т. д. важны для стабильности и безопасности продуктов питания, но исходили из точки зрения, согласно которой данная концепция является наглядной иллюстрацией и важна как для специалистов, так и для неспециалистов. Каждому стабильному и безопасному продукту питания присущ определённый набор барьеров, отличающихся по качеству и интенсивности в зависимости от специфики продукта питания. В любом случае барьеры должны контролировать популяцию «обычных» микроорганизмов, присутствующих в каждом продукте питания. Эффективное управление эффектом барьера требует, чтобы микроорганизмы, присутствующие (изначально) в продукте питания, не преодолели барьер, в противном случае продукт питания испортится или даже будет отравлен. Эта ситуация иллюстрирует так называемый эффект барьера, понятие которого впервые ввёл Л. Ляйстнер.

На рис. 7.2 показаны девять примеров эффекта барьера. Пример

№ 1 – продукт питания, стабильность которого зависит от шести барьеров. Это высокая температура во время технологической обра-

ботки (F), хранение при низкой температуре (t), активность воды (аw), кислотность (рН), окислительно-восстановительный потенциал (Еh), а также консерванты (рres.). Микроорганизмы, присутствующие в продукте питания, не могут преодолеть барьер, и поэтому продукт питания стабилен и безопасен. Но пример № 1 чисто теоретический, так как все барьеры одинаковой высоты, т. е. одинаковой интенсивности, одинаково улучшают стабильность продукта питания, а такая ситуация встречается редко.

Рис. 7.2. Иллюстрация эффекта барьера с девятью примерами.

Условные обозначения:

F – тепловая обработка; аw – активность воды; рН – кислотность;

Еh – окислительно-восстановительный потенциал; рres. – консерванты;

V – витамины; N – питательные вещества; с – конкурирующая микрофлора [14]

Более реален пример № 2, так как микробиологическая стабиль-

ность этого продукта питания основана на применении барьеров разной интенсивности. В этом продукте основные барьеры – аw и консерванты, а другие (менее значимые) – температура хранения, уровень рН и окислительно-восстановительный потенциал. Наличия этих пяти барьеров достаточно для инактивации или подавления обычных типов микроорганизмов, присутствующих в таком продукте питания в обычном количестве. Если в начале технологической обработки в продукте питания присутствует лишь небольшое количество микроорганизмов (пример № 3), то нескольких или умеренно интенсивных барьеров достаточно для обеспечения микробиологической стабильности продукта питания. Упаковывание продуктов питания в сверхчистых или асептических условиях, сводящее к минимуму повторное заражение, основано на этом принципе.

То же самое справедливо, если исходная микробиологическая нагрузка на продукт питания (например, на фрукты с высоким содержанием влаги или мясо в тушах) существенно снижается (например, после обработки паром), поскольку после такого обеззараживания в продукте питания с самого начала остаётся меньше микроорганизмов, и их легче подавить. С другой стороны, как в примере № 4, если из-за антисанитарных условий в продукте питания изначально присутствует слишком много нежелательных микроорганизмов, даже обычные барьеры, характерные для данного продукта питания, не смогут предотвратить развитие порчи или размножение микроорганизмов, отравляющих продукты питания. Пример № 5 – продукт питания, богатый питательными веществами (N) и витаминами (V), способствующий росту микроорганизмов способных преодолевать барьеры называется эффектом толчка или трамплина, и, следовательно, интенсивность барьеров в таком продукте питания необходимо увеличивать, гарантируя стабильность. Пример № 6 показывает поведение микроорганизмов, присутствующих в продукте питания и подвергнутых сублетальному поражению. Если, например, споры микроорганизмов, присутствующие в продукте питания, подвергнутся суб-

летальному поражению под воздействием высокой температуры, то затем выросшие из них зародышевые или вегетативные клетки будут нежизнеспособны. Или, если вегетативные клетки подвергнутся сублетальному воздействию высокой температуры, они станут более чувствительны, например, к консервантам. Природа данного вида воздействия такова, что микроорганизмы утрачивают способность преодолевать влияние стрессов, и, таким образом, их можно подавить меньшим количеством барьеров или барьерами меньшей интенсивности.

Некоторые барьеры могут изменяться во время хранения продуктов питания. С одной стороны, если продукт питания станет более сухим во время хранения, интенсивность барьера аw повысится, что, следовательно, улучшит микробиологическую стабильность продукта питания. С другой стороны, в баночных мясных солёностях интенсивность консервирующих факторов может с течением времени снижаться (пример № 7), поскольку после расщепления нитрита споры, находящиеся в состоянии покоя, могут начать размножаться и вызывать порчу или повышать риск отравления, вызванного продуктами питания. В некоторых продуктах питания стабильность во время технологической обработки достигается путём последовательного применения барьеров, играющих важную роль на разных стадиях, особенно в процессе ферментации или созревания, в зависимости от времени, что приводит к получению стабильного конченого про- дукта. Пример № 8 иллюстрирует такое последовательное воздействие барьеров в ферментированных колбасах. И, наконец, пример № 9 демонстрирует возможное взаимно усиливающееся воздействие барьеров в продуктах питания. Предполагали, что разные барьеры могут взаимно усиливать воздействие друг друга. Известно, что ряд добавок, снижающих аw в мясопродуктах, не усиливает влияние друг друга, а оказывает лишь дополнительное воздействие. Причина этого открытия заключается в том, что механизм действия всех используемых добавок состоит в снижении активности воды, поэтому искомая цель в клетках микроорганизмов одинакова. С другой стороны, следует ожидать взаимно усиливающегося воздействия, если разные

барьеры (например, аw, рН, Еh, консерванты) поражают разные искомые цели в клетках микроорганизмов, и, таким образом, подрывают гомеостаз с нескольких сторон. Поэтому использование барьеров с разным механизмом действия должно обеспечивать определённые преимущества, так как уже при применении барьеров умеренной интенсивности можно получить микробиологически стабильный продукт питания. С практической точки зрения это может означать, что, вероятно, более эффективным будет использование разных барьеров малой интенсивности в одном и том же продукте питания, а не применение одного консерванта большей интенсивности, поскольку у разных консервантов могут быть разные цели в клетках микроорганизмов, (например, разрушение клеточной мембраны, повреждение репликации ДНК, ферментных систем, особенно чувствительных к рН, аw, Еh и т. д.), поэтому возможно усиливать воздействие друг друга. Следовательно, барьерная технология должна не приводить к внесению большого количества добавок, а уменьшать его, даже если ассортимент вносимых добавок может возрасти, обеспечивая тем самым взаимно усиливающееся воздействие в результате многоцелевого консервирования.

7.4. НОВЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ БАРЬЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Концепцию барьерной технологии использовали только для

улучшения микробиологической стабильности и безопасности продуктов питания. Следующим этапом явилось включение сенсорного качества и питательной ценности в оптимизацию продуктов питания методом барьерной технологии. С недавнего времени проводится обсуждение новых областей применения барьерной технологии. К ним относят медицинские аспекты, барьеры в продуктах питания, барьерную технологию и ферменты, барьерную технологию для непрерывного производства продуктов питания и количественный подход к барьерной технологии (табл. 7.1). Ниже представлено краткое обсуждение перечисленных аспектов.

Новые аспекты применения барьерной технологии

Задача

Метод выполнения

Медицинские аспекты

Эффективность барьеров в организме человека определяет, приведёт ли усвоение патогенных микроорганизмов к пищевому отравлению

Барьеры в продукте

питания

Заражение и повторное заражение продуктов питания во время технологической обработки и упаковывания можно свести к минимуму, применяя механические, химические, физические и биологические барьеры

Активность ферментов

На активность ферментов влияет целый ряд барьеров (температура, аw, рН, консерванты и т. д.)

Непрерывное производство продуктов питания

Барьерная технология можно применять в промышленно развитых и развивающихся странах, не требует наличия источников (энергии, капиталовложений), и, поэтому, способствует непрерывности производства

Количественный подход

Барьерная технология в современном виде всё ещё остаётся качественным подходом, но, став количественной концепцией, она будет более эффективна

Таблица 7.1

7.5. МЕДИЦИНСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ БАРЬЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Важный медицинский аспект, связанный с безопасностью продуктов питания, – барьеры в организме человека, определяющие, действительно ли продукты питания, содержащие патогенные микроорганизмы, вызовут пищевое отравление. Известны естественные барьеры, предотвращающие проникновение микроорганизмов в организм человека, и связанные с ними антимикробные защитные механизмы:

– слюна человека, содержащая бактерицидные и бактериостатические вещества (например, лизоцим, лактопероксидазу);

– высокая кислотность желудка – очень мощный барьер на пути проникновения патогенных микроорганизмов; на его эффективность влияет длительность пребывания пищи в желудке.

100

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]