chast_2
.pdfПо некоторым данным, увеличение активности воды в продуктах на 0,01 приводит к сокращению сроков их хранения в 2 раза, что связано с возрастанием скорости микробиологических процессов.
В последние годы в нашей стране разработано много новых видов пищевых продуктов с пониженным содержанием поваренной соли и сахара, с использованием нетрадиционных видов сырья и различных пищевых добавок, что приводит к изменению активности воды продукта. На практике изменение рецептуры продукта, например, снижение доли сахара, приводит к сокращению сроков хранения и необходимости введения консервантов. Так, уменьшение доли сахара в рецептуре изделий из теста на 20 % приводило к увеличению активности воды и, как следствие, снижению сроков хранения с девяти до трех дней.
Таб.14.1. Минимальные значения активности воды, необходимые для развития микроорганизмов (по Дж. Троллеру)
Микроорганизмы |
Активность воды |
|
Плесени |
|
|
Monascus (Xeromyces) bisporus |
0,61 |
|
Eurotium echinulatum |
0,62 |
|
Chrysosporium fostidium |
0,69 |
|
Aspergillus conicus |
0,70 |
|
Eremascus albus |
0,70 |
|
Eurotium (Aspergillus) amstelodami |
0,70 |
|
Eurotium rubrum |
0,70 |
|
Chrysosporium xerophilum |
0,71 |
|
Eurotium chevalieri |
0,71 |
|
Eurotium repens |
0,71 |
|
Eurotium carnoyi |
0,74 |
|
Eurotium herbariorum |
0,74 |
|
Aspergillus candidus |
0,75 |
|
Aspergillus restrictus |
0,75 |
|
Wallemia sebi (Sporendonema epizoum) |
0,75 |
|
Aspergillus niger |
0,77 |
|
Aspergillus ochraceous |
0,77 |
|
Eremascus fertilis |
0,77 |
|
Aspergillus flawus |
0,78 |
|
Aspergillus sydowii |
0,78 |
|
Aspergillus tamarii |
0,78 |
|
Aspergillus terreus |
0,78 |
|
Aspergillus versicolor |
0,78 |
|
0,78 |
||
Emericella (Aspergillus) nidulans |
||
0,79 |
||
Penicillium chrysogenum |
||
0,79 |
||
Penicillium martensii |
||
0,80 |
||
Penicillium citrinum |
||
0,80 |
||
Penicillium fellutanum |
||
0,80 |
||
Penicillium spinulosum |
||
0,81 |
||
Penicillium brevicompactum |
||
0,81 |
||
Penicillium cyclopium |
||
0,81 |
||
Penicillium frequentans |
||
0,81 |
||
Penicillium patulum |
||
0,81 |
||
Penicillium puberulum |
||
0,81 |
||
Penicillium viridicatum |
||
0,82 |
||
|
||
Aspergillus fumigatus |
0,83 |
|
Penicillium expansum |
0,83 |
|
Penicillium islandicum |
0,83 |
|
Alternaria citri |
0,84 |
|
Aspergillus wentii |
0,84 |
|
Paecilomyces variotii |
0,84 |
|
Batrytis cinerea |
0,93 |
|
Mucor plumbeus |
0,93 |
|
Rhizopus nigricans |
0,93 |
|
Stuchybotrys atra |
0,94 |
|
Rhizoctonia solani |
0,96 |
101
Окончание табл. 14.1
Микроорганизмы |
Активность воды |
|
|
Дрожжи |
|
Saccharomyces rouxii |
0,62 |
Saccharomyces builii |
0,80 |
Debaryomyces hansenii |
0,83 |
Saccharomyces cerevisiae |
0,90 |
Бактерии |
|
Halobacterium halobium |
0,75 |
Micrococcus halodenitrificans |
0,86 |
Slaphylococcus aureus |
0,86 |
Vibrio costicolus |
0,86 |
Bacillus subliu |
0,90 |
Bacillus stearothermophilus |
0,93 |
Micrococcus lysodeikticus |
0,93 |
Clostridium botulinum type В |
0,94 |
Microbacterium spp. |
0,94 |
Vibrio parahaemolyticus |
0,94 |
Aerobacter aerogenes |
0,94 |
Bacillus cereus |
0,95 |
Bacillus megaterium |
0,95 |
Clostridium botulinum type A |
0,95 |
Clostridium perfringens |
0,95 |
Escherichia coli |
0,95 |
Lactobacillus viridescens |
0,95 |
Salmonella spp. |
0,95 |
Clostridium botulinum type E |
0,97 |
Pseudomonas fluorescens |
0,97 |
|
|
Показатель «активность воды» имеет большое значение в разработке технологии так называемых пищевых продуктов с промежуточной влажностью, aw которых составляет 0,6...0,8, при влажности до 40 % и в них длительное время не происходят реакции, вызывающие порчу продукта.
Всвязи с необходимостью разработки нового поколения продуктов с промежуточной влажностью возник интерес к изучению активности воды растворов и изотерм сорбции различных пищевых веществ, так называемых «увлажнителей».
Изменять aw продукта можно различными способами: добавлением растворимых солей, сахаров и других компонентов, обезвоживанием, повышением осмотического давления, превращением части воды в лед при замораживании и др. В пищевой технологии традиционно в качестве веществ, понижающих активность воды, используют сахар и поваренную соль. В насыщен-
ном растворе сахара при 20 °С активность воды составляет 0,864, а поваренной соли
—0,753. В последние годы ассортимент водосвязывающих добавок постоянно расширяется, предлагаются вещества различной природы: соли, полисахариды, аминокислоты, белки, многоатомные спирты и т. п.
При исследовании относительной эффективности нескольких увлажнителей, способных понижать активность воды в концентрации 5... 10 %, установлен следующий порядок эффективности действия агентов: натрия хлорид и соли органических кислот, аминокислоты и белковые гидролизаты, глицерин, сорбит, сахароза и патока, полисахариды, яичный альбумин.
Взарубежной научной литературе большое внимание уделяют не только сорбционным характеристикам продукта, но и агрегатному состоянию его компонентов. Проблема состоит в том, что многие компоненты пищевых продуктов (низкомолекулярные углеводы и соли, протеины, полисахариды) могут находиться в одном из нескольких фазовых состояний: твердом кристаллическом, твердом аморфном (стеклообразном) и в виде раствора.
Нежелательное увеличение влажности и активности воды может происходить при хранении сухих продуктов в неблагоприятных условиях в результате поглощения паров
102
воды из окружающего воздуха. Скорость поглощения воды из окружающей среды пропорциональна квадрату количества воды, которое должно быть поглощено до достижения состояния равновесия.
Как уже отмечалось, активность воды оказывает большое влияние на качество готового продукта. Так, сенсорные исследования показали, что для таких продуктов, как чипсы, воздушная кукуруза, существует определенный диапазон значений активности воды (0,35...0,50), при котором наблюдаются снижение хрупкости, рассыпчатости и, как следствие, ухудшение органолептических показателей.
АКТИВНОСТЬ ВОДЫ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ПРОДУКЦИИ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
Исследования показали, что в сырых очищенных овощах активность воды высока, вместе с тем сопоставление полученных данных показывает, что морковь и свекла имеют более низкие значения aw, что, очевидно, вызвано содержанием в этих корнеплодах достаточно большого количества Сахаров по сравнению с другими овощами (табл. 14.2).
Таб. 14.2. Активность воды полуфабрикатов из овощей и картофеля
Полуфабрикат |
Влажность, % |
Активность воды |
|
|
|
Картофель сырой очищенный |
81,4 |
0,993 |
Морковь сырая очищенная |
87,1 |
0,987 |
Свекла сырая очищенная |
86,3 |
0,985 |
Лук репчатый сырой очищенный |
86,7 |
0,992 |
Картофель отварной |
82,6 |
0,987 |
Морковь отварная |
81,3 |
0,985 |
Морковь отварная на пару |
78,7 |
0,982 |
Свекла отварная |
80,2 |
0,983 |
Свекла отварная на пару |
76,8 |
0,982 |
Морковь пассерованная |
44,8 |
0,933 |
Лук репчатый пассерованный |
39,2 |
0,901 |
Картофель, жаренный: |
|
|
основным способом |
73,2 |
0,963 |
брусочками |
|
|
во фритюре: |
|
|
брусочками |
46,7 |
0,895 |
соломкой |
21,5 |
0,796 |
хрустящий |
4,5 |
0,327 |
|
|
|
Влияние тепловой кулинарной обработки на активность воды продукта на примере полуфабрикатов и изделий из овощей показало, что варка овощей в воде практически не влияет на активность их воды, в то же время варка острым паром приводит к более заметному снижению aw, что, по-видимому, связано с большей потерей воды в результате выпаривания и меньшим выщелачиванием минеральных веществ и сахаров. При пассеровании овощей активность воды заметно снижается вследствие значительного обезвоживания продукта (рис. 14.3). Изучение влияния процесса жарки на активность воды изделий из картофеля показывает, что степень снижения активности воды пропорциональна обезвоживанию продукта.
Исследование полуфабрикатов и готовых изделий из мяса показало, что варка и жарка натуральных полуфабрикатов не оказывают существенного влияния на изменение значений активности воды готового продукта, несмотря на достаточно большие потери массы (в основном за счет воды, содержащейся в продукте). Так, активность воды полуфабриката «антрекот» составляла 0,991, а после жарки — 0,982, что указывает на присутствие в готовом продукте определенного количества слабосвязанной воды с высокой фугитивностью. Сопоставление полученных данных показывает, что активность воды полуфабрикатов и изделий из котлетной массы ниже, чем натуральных продуктов, что можно объяснить измельчением продукта, частичным выходом растворимых белков,
103
добавлением соли, хлеба. Так, активность воды полуфабриката «котлеты домашние» составляла 0,984, жареного изделия — 0,977. Установлено, что активность воды натуральных рубленых изделий также существенно не меняется в процессе тепловой обработки. Так, активность воды полуфабриката «бифштекс натуральный рубленый» составляла 0,989, готового изделия — 0,981.
Рис. 14.3. Изменение активности воды (aw), массы (М, %) и влажности (W, %) репчатого лука (а) и моркови (б) при пассеровании:
1—aw ; 2—M; 3—W
Исследование нескольких видов супов (борщи, щи, рассольники, супы-пюре и др.) показало, что активность воды всех изделий высока и сравнима с активностью растворов солей малой концентрации. Определены значения активности воды некоторых видов соусов (соус красный основной, луковый, красный кисло-сладкий, белый основной, польский и томат-паста).
Установлено, что для соусов характерны высокие значения активности воды, что свидетельствует о присутствии в данной группе продукции значительного количества слабосвязанной и свободной воды. Особо следует отметить данные об активности воды соуса польского: несмотря на низкую влажность (38 %), активность воды этого соуса достаточно велика, это связано с тем, что основная доля сухих веществ этого продукта представлена жиром (сливочным маслом), который практически не связывает воду. Таким образом, по влажности продукта не всегда можно судить о его стабильности.
Изучена активность воды полуфабрикатов из бездрожжевого теста: заварного, бисквитного, песочного и кекса «Столичный». Активность воды теста и выпеченных полуфабрикатов определяли после выдержки их в соответствии с технологическими требованиями. Установлено, что полуфабрикаты из бисквитного, заварного теста и кекса «Столичный» имеют достаточно высокие значения активности воды, которые определяются влажностью и количеством сахара в рецептуре. Песочное и слоеное тесто имеют активность воды на уровне, характерном для продуктов с промежуточной влажностью. Активность воды выпеченных полуфабрикатов значительно ниже, чем теста, и находится на уровне продуктов с промежуточной влажностью. Снижение активности воды выпеченных полуфабрикатов в основном объясняется потерями воды при выпечке, а также структурными изменениями белков и крахмала. Важную роль в снижении активности воды играет количество сахара в продукте. Достаточно сравнить выпеченные изделия из заварного и бисквитного теста, имеющие примерно одинаковую влажность. Так, активность воды бисквитного полуфабриката составила 0,803, а заварного — 0,950 при влажности соответственно 22,8 и 23,7 %.
Установлено, что активность воды отдельных полуфабрикатов (табл. 14.3) определяется содержанием как влаги (крошка бисквитная), так и Сахаров (сироп, помадка).
Таб. 14.3. Активность воды отдельных полуфабрикатов
Изделие |
Влажность, % |
Активность воды |
|
|
|
Крем сливочный |
15,0 |
0,851 |
Крем «Гляссе» |
22,2 |
0,871 |
Крем белковый (заварной) |
31,8 |
0,875 |
Помадка |
12,2 |
0,837 |
Сироп для промочки |
50,1 |
0,894 |
Крошка бисквитная |
4Д |
0,419 |
|
|
|
104
Важно отметить, что основное значение имеет не только количественное содержание Сахаров, но и их качественный состав. Так, повидло яблочное влажностью 32,59 % имеет более низкое значение активности воды (aw = 0,825), чем крем сливочный влажностью 15,2 % (aw — 0,851). Наличие в помадке редуцирующих Сахаров приводит к значительному снижению уровня активности воды (aw = 0,837).
Известно, что подавляющее большинство бактерий не развивается при активности воды ниже 0,95, исключение составляет Staphylococcus aureus и Micrococcus, имеющие минимальную aw = 0,86, поэтому отделочные полуфабрикаты и особенно кремы представляют потенциальную опасность из-за возможного развития этих микроорганизмов.
Таб. 14.4. Классификация продукции общественного питания по уровню активности воды
Примерный уро- |
Наименование |
Наиболее вероятные |
вень активности |
продукции |
причины порчи про- |
воды и границы |
|
дукта в процессе |
влажности (%) |
|
хранения |
продукта |
|
|
|
|
|
Очень высокий: |
Овощные, мясные, рыб- |
Развитие бактерий, |
aw > 0,95, |
ные полуфабрикаты, супы, |
плесеней и дрожжей, |
W= 60...95 |
соусы, гарниры из вареных |
ферментативные |
|
и жареных овощей, изделия |
процессы |
|
из мяса, рыбы и др. |
|
Высокий: |
Гарниры из жареного кар- |
Развитие плесеней, |
aw =0,90...0,95, |
тофеля, пассерованные |
дрожжей |
W=4O...60 |
овощи |
|
Средний: |
Гарниры из жаренного во |
Реакции меланоидино- |
aw = 0,50...0,90, |
фритюре картофеля, изде- |
образования, развитие |
W= 15...40 |
лия из бездрожжевого теста |
дрожжей и осмофильных |
|
(кроме заварного), отделоч- |
плесеней, ферментатив- |
|
ные полуфабрикаты, сухо- |
ные процессы |
|
фрукты, замороженные |
|
|
полуфабрикаты |
|
Низкий: |
Сушеные овощи, крекеры, |
Реакции окисления |
пу, = 0,20...0,50, |
чипсы, изделия из слоеного |
липидов и нефермен- |
W=5..A5 |
и песочного теста, пищевые |
тативного потемнения |
|
концентраты, крупы, мука, |
|
|
продукты сублимационной |
|
|
сушки |
|
|
|
|
Б. А. Баранов разработал классификацию продукции общественного питания по уровням активности воды. В основу классификации положены экспериментально полученные данные активности воды различных групп продукции общественного питания и общепринятые границы значений активности воды, определяющие интенсивность развития нежелательных химических, биохимических и микробиологических реакций (табл. 14.4).
Классификация продукции общественного питания по уровням активности воды с теоретическим прогнозом нежелательных изменений их в процессе хранения может быть использована при разработке технологии, рецептур, условий упаковки и режимов хранения новых видов продукции общественного питания.
Контрольные вопросы и задания
1.Расскажите о классификации форм связи воды в пищевых продуктах.
2.Что такое фугитивность?
3.Что понимают под активностью воды?
4.Как активность воды влияет на развитие микроорганизмов?
5.Как активность воды влияет на интенсивность ферментативных процессов?
6.Как активность воды влияет на скорость реакций окисления липидов?
7.Как активность воды влияет на интенсивность реакций меланоидинообразования?
105
8.Как активность воды влияет на стабильность пищевых продуктов?
9.Как изменяется активность воды с увеличением или уменьшением влажности продукта?
10.Как влияет тепловая кулинарная обработка на активность воды готовой продукции?
11.Как влияют различные добавки на активность воды пищевых систем?
ЛИТЕРАТУРА
Антипова Л. В., Жеребцов Н. А Биохимия мяса и мясных продуктов. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992. — 183 с.
Антипова Л. В., Глотова И. А., Рогов И. А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. — М.: Колос, 2001. — 376 с.
Батурин А. К. Разработка системы оценки и характеристика структуры питания и пищевого статуса населения России: Дис... д-ра мед. наук. — М.: Институт питания РАМН, 1998. — 300 с.
Биохимия растительного сырья / В. Г. Щербаков, В. Г. Лобанов, Т. Н. Прудникова и др. — М.: Колос, 1999. — 376 с.
Богданов В. Д., Сафронова Т. М. Структурообразователи и рыбные композиции. — М.: ВНИРО, 1993. — 172 с.
Воскресенский Н. А. Замораживание и сушка рыбы методом сублимации. — М.: Агропромиздат, 1987. — 200 с.
Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. — СП 2.3.6.1079—01.
Дуборасова Т. Ю. Сенсорный анализ пищевых продуктов. — М.: Маркетинг, 2001. — 184 с.
Жушман А. Н., Карпов В. Г., Лукин Н. Д. Модифицированные крахмалы как эффективные добавки // Пищевая промышленность. 1996. № 6. С. 8.
Зубенко А. Ф. Физико-химические основы технологии кондитерских изделий. — Воронеж: 1997. — 520 с.
Мицык В. Е., НевольниченкоА. Ф. Рациональное питание и пищевые продукты. — Киев: Урожай, 1994. — 334 с.
Нечаев А. П., Кочетков а А. А., Зайцев А. Н. Пищевые добавки. - М.: Колос, 2001. - 256 с.
НикуленковаТ. Т., Лавриненко Ю. И., Я с тин а Г. М. Проектирование предприятий общественного питания. — М.: Колос, 2000.-216 с.
Позняковский В. М. Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза продовольственных товаров. — Новосибирск: Изд-во Новосибирского университета, 1999. — 448 с.
Ратушный А. С, Литвинова Е. В., Иванникова Т. В. Изменения белков и других азотистых веществ при кулинарной обработке продуктов. — М.: Издательский центр Российского химико-технологического университета имени Д. И. Менделеева, 2000. — 104 с.
Ратушный А. С, Ширшов А. Т., Соляков А. А. Пищевые гетероциклические амины как потенциальные мутагены и канцерогены. — М.: Изд-во РЭА имени Г. В. Плеханова,
1998. — 48 с.
Рогов И. А., ЗабаштаА. Г., Казюлин Г. П. Общая технология мяса и мясопродуктов. — М.: Колос, 2000. — 368 с.
Рогов И. А., Горбатов А. В., Свинцов В. Я. Дисперсные системы мясных и молочных продуктов. — М.: Агропромиздат, 1990. — 320 с.
106
Родин Е. М. Холодильная технология рыбных продуктов. — 2-е изд. — М.: Агропромиздат, 1989. — 272 с.
Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище сточки зрения химика. — М.: Высшая школа, 1991. — 288 с.
Скурихин И. М., Волгарев М. Н. Химический состав пищевых продуктов: Справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1987. - 360 с.
Справочник руководителя предприятия общественного питания / А- П. Антонова, Г. С. Фонарева, С. Л. Ахиба и др. — М.: Минторг РФ, 2000. - 664 с.
Технология молока и молочных продуктов / Г. В. Тердохлеб, 3. X. Диланян, Л. В. Чекулаева и др. — М.: Агропромиздат, 1991. — 463 с.
Технология пищевых производств/ Л. П. Ковальская, И. С. Шуб, Г. М. Мельникова и др.; Под ред. Л. П. Ковальской. — М.: Колос, 1999.-752 с.
Технология продуктов из гидробионтов / С. А. Артюхова, В. Д. Богданов, В. М. Дацун и др.; Под ред. Т. М. Сафроновой и В. И. Шендерю-ка. — М.: Колос, 2001. - 496 с.
Химия пищи. Книга 1-я. Белки: структура, функции, роль в питании / И. А. Рогов, П. В. Антипова, Н. И. Дунченко, Н. А. Жеребцов. — М.: Колос, 2000. — 384 с.
Хлебников В. И. Технология товаров (продовольственных). — М.: Издательский дом
«Дашков и К», 2000. — 427 с.
Шаробайко В. И. Биохимия продуктов холодильного консервирования. — М.: Агропромиздат, 1991. — 255 с.
107
