8. Пути снижения заболеваемости плодов во время хранения.

Снижение качества овощей, плодов и картофеля и потери их массы при хранении происходят в результате:

• затрат сухих веществ на дыхание;

• частичного испарения влаги;

• прорастания или израстания;

• физиологических расстройств;

• повреждения микроорганизмами;

• самосогревания;

• повреждения нематодами, клещами, насекомыми, грызунами;

• запаривания, удушья, подмерзания, механических повреждений (травмирования).

Комплекс мероприятий, направленных на сокращение потерь плодоовощной продукции, включает:

• подбор сортов, обладающих повышенной лежкостью;

• применение системы агротехнических мероприятия, направленных на получение продукции, устойчивой к хранению;

• снижение механических повреждений при уборке, транспортировании;

• прогнозирование лежкости овощей, плодов и картофеля;

• предварительное охлаждение в полевых условиях скоропортящихся плодов, ягод и овощей;

• расширение объема контейнерных (тарных) перевозок;

• организацию и совершенствование послеуборочной обработки;

• рациональное использование нестандартной продукции в местах производства;

• создание современных хранилищ;

• соблюдение сортовой технологии хранения;

• организацию паспортизации условий выращивания с указанием количества применяемых минеральных удобрений, особенно азотных и пестицидов.

Тема № 9.

Изменение химического состава, пищевой и биологической ценности плодов и овощей в процессе переработки.

План:

1. Биохимические процессы консервирования ферментацией: квашение капусты, соление овощей, мочение яблок.

2. Причины изменения аромата, вкуса, окрашивания готовой продукции. Обоснование режимов тепловой обработки продукции.

3. Биохимические основы производства плодово-ягодных соков. Биохимические основы сушки плодов и овощей, производства овощных порошков. Биохимические основы производства томатопродуктов. Биохимические основы производства консервов из овощей и для детского питания.

4. Химический состав консервов из плодов и овощей: содержание сухих веществ, белков, жиров, сахаров, витаминов, органических кислот. Биологическая ценность плодоовощных консервов.

5. Биохимические и химические процессы, которые проходят во время хранения плодоовощной консервной продукции.

6. Химический состав специй и его изменения в процессе консервирования и хранения консервной продукции.

1. Биохимические процессы консервирования ферментацией: квашение капусты, соление овощей, мочение яблок.

Ферментация - биохимический процесс, при котором органические вещества, преимущественно углеводы, разлагаются под действием ферментов с выделением химической энергии.

Ферментация - Процесс брожения органического вещества при участии ферментов.

Ферментация (fermentation) - Процесс ферментативного расщепления углеводов бактериями и дрожжами в анаэробных условиях.

При консервировании квашением, солением и спиртованием угнетение развития микроорганизмов достигается добавкой значительного количества химически чистых веществ, которые бывают обычно составными частями продуктов, и поэтому не считаются чужеродными веществами.

Квашение, соление и мочение относят к биохимическим методам консервирования. Он основан на образовании естественного консерванта - молочной кислоты, которая накапливается в результате молочнокислого брожения. Сущность молочнокислого брожения состоит в преобразовании сахаров в молочную кислоту под действием молочнокислых бактерий. Молочная кислота придает продукту специфический вкус и запах, подавляет развитие посторонней микрофлоры.

Уравнение процесса молочнокислого брожения имеет вид (одна молекула глюкозы под действием ферментов превращается в две молекулы молочной кислоты):

С₆Н₁₂О₆→2СН₃-СН(ОН)-СООН

Метод квашения, соления, мочения позволяет сохранить пищевую ценность продукта при незначительных потерях калорийности и витаминного состава.

В зависимости от исходного сырья готовый продукт называют квашеным (капуста), соленым (огурцы, томаты и другие овощи), моченым (плоды, ягоды).

Принципиальной разницы между этими продуктами нет, однако при квашении накапливается больше молочной кислоты (до 1,8%), при солении добавляется больше соли (заливают овощи рассолом 5-7%-й концентрации), что соответствует содержанию соли в готовом продукте 3,5-4,5%.

При квашении капусты протекают физико-химические и биохимические процессы.

К физико-химическим процессам относят:

• осмос соли в клетку (проникновение соли в клетку);

• диффузию клеточного сока в рассол.

Соль повышает осмотическое давление в тканях, в результате этого подавляется жизнедеятельность посторонней микрофлоры и создаются условия для развития молочнокислых бактерий, т.е. оказывает дополнительное консервирующее действие, но не является консервантом.

Осмос соли в ткани вызывает солевую денатурацию белков, что в совокупности с протопектиновым комплексом обусловливает хрустящую консистенцию продукта.

Соль придает соленый вкус, а в сочетании с кислотами – кисло-соленый.

Диффузия клеточного сока в рассол создает анаэробные условия, что необходимо для развития молочнокислых бактерий. Этому способствует удаление воздуха гнетом, вакуумированием. Удаление воздуха из тканей приводит к уменьшению массы и объема, препятствует развитию гнилостной микрофлоры. Масса снижается на 5-10%, объем – на 10-20%.

Биохимические процессы происходят под действием ферментов микроорганизмов. Основным видом является молочнокислое брожение, которое может происходить двумя путями:

• гомоферментативным – когда преимущественно образуется молочная кислота;

• гетероферментативным – кроме молочной кислоты образуются и другие побочные продукты: углекислый газ, лимонная и пировиноградная кислоты и др.

Они не оказывают отрицательного воздействия на качество, а наоборот обусловливают вкус и аромат квашеных, соленых плодов и овощей.

Углекислый газ и другие газы, образующиеся при гетеро-ферментативном брожении, не оказывают существенного влияния на качество измельченных овощей, легко удаляются путем пробивания отверстий или другим способом. А вот для огурцов, томатов и других целых плодов и овощей усиленное газообразование вызывает появление внутренних путей.

При молочнокислом брожении проявляется и деятельность дрожжей, что вызывает спиртовое брожение, особенно при мочении плодов. При этом накапливается спирт в небольших количествах, углекислый газ, эфиры высших спиртов и другие продукты.

Спиртовое брожение схематично можно представить в две стадии. Первая стадия – превращение глюкозы в пируват – включает разрыв углеродной цепи глюкозы и отщепление двух пар атомов водорода. Данная стадия составляет окислительную часть брожения. На второй, восстановительной, стадии, вначале происходит декарбоксилирование пирувата с образованием ацетальдегида. Затем атомы водорода используются для восстановления пирувата до этанола.

Суммарное уравнение спиртового брожения:

С₆Н₁₂0₆→2С₂Н₅ОН+2СO₂

Происходящие при засоле огурцов процессы молочнокислого брожения, как и при квашении капусты, можно разделить на три стадии.

Первая стадия характеризуется проникновением соли в растительную ткань. Одновременно вещества, растворенные в клеточном соке огурцов, переходят в рассол. Благодаря этому в рассоле накапливаются сахара и создаются условия, благоприятные для развития молочнокислых микроорганизмов. Одновременно действуют дрожжи, обусловливающие некоторое накопление спирта. Вместе с тем может начать развиваться и нежелательная микрофлора – гнилостные и маслянокислые бактерии и пр.

Чтобы стимулировать быстрое развитие молочнокислых бактерий; бочки с огурцами после добавления рассола выдерживают 1-3 дня при сравнительно высокой температуре (15-20 °С).

Вторая стадия характеризуется активным молочнокислым и отчасти спиртовым брожением. Продукция высокого качества получается в том случае, когда молочнокислое брожение протекает медленно. Поэтому после того как концентрация молочной кислоты в продукте достигает 0,3-0,4%, бочки с огурцами направляют на дображивание в ледники или подвалы. Процесс брожения в зависимости от температуры длится от 1 до 2 месяцев.

Третья стадия наступает при полном сбраживании сахара огурцов, когда дальнейшее накопление молочной кислоты происходить не может. Готовая продукция содержит 2,5-3,5% поваренной соли при содержании рассола 35-45%. Количество молочной кислоты колеблется в пределах 0,6-1,4%.

Мочение плодов и овощей. Мочение – наиболее простой и доступный способ длительно сохранить урожай.

Мочению подвергаются в основном яблоки, в меньшей степени – груши, сливы; из ягод – брусника, клюква.

Моченые плоды приобретают специфический виннокислый вкус и аромат вследствие молочнокислого и спиртового брожения, а также добавления пряностей и солода. Они обладают освежающим действием, так как содержат углекислый газ.

Для мочения яблок используют сорта осенние и зимние: Антоновка, Пепин Шафранный, Пепин Литовский, Славянка и др.

Для повышения содержания сахара плоды 1-2 недели выдерживают на сырьевых площадках. Происходит гидролиз крахмала, консистенция становится менее грубой.

Уложенные в бочки яблоки заливают раствором, содержащим соль, сахар, солод. Солод можно заменить ржаной мукой. Муку размешивают в холодной воде, заваривают кипятком и вносят в раствор. Сахар можно заменить медом, что обогащает вкус. Рекомендуется в заливку вносить горчицу в порошке.

Бочки заполняют доверху, заливают заливкой и оставляют на площадке на 3-6 суток при температуре +15... +20°С до видимого начала брожения (появление пены и накопление 0,4% кислоты). Затем бочки доливают заливкой, забивают отверстие пробкой и оставляют на дображивание и хранение. Плоды приобретают вкус и аромат через 1-2 месяца.

В моченых плодах набраживается до 1,8% спирта. Для предупреждения накопления уксусной кислоты при мочении, необходимо, чтобы раствор полностью покрывал плоды.

2. Причины изменения аромата, вкуса, окрашивания готовой продукции. Обоснование режимов тепловой обработки продукции.

Пищевая ценность квашеных овощей обусловливается веществами исходного сырья, оставшимися без изменения и вновь образованными. Без существенных изменений остаются лишь клетчатка, гемицеллюлоза. Водорастворимые вещества переходят в рассол, вследствие диффузии клеточного сока (сахара, минеральные, фенольные, красящие вещества, растворимый пектин). Количество сахаров снижается в результате брожения. Минеральные вещества (Na, Се, Са, Mg) увеличиваются за счет добавления соли, образуются органические кислоты.

Таким образом, квашеные овощи представляют интерес как источники органических кислот (молочной), минеральных веществ (Na, К, Се). Квашеные, соленые овощи витаминами небогаты, исключение составляет квашеная капуста (20-40 мг %).

При молочнокислом брожении могут возникать и нежелательные микробиологические процессы, ухудшающие качество готового продукта:

• нетипичное молочнокислое брожение, вызываемое бактериями группы кишечной палочки Escherichia сoli;

• маслянокислое брожение с образованием масляной кислоты, придающей продуктам прогорклый вкус, неприятный запах;

• уксусное брожение с образованием уксусной кислоты, резко снижающее вкусовые свойства продукта;

• развитие гнилостных микроорганизмов, снижающих кислотность, вызывающих разложение белков и других азотистых соединений с выделением ядовитых и неприятно пахнущих веществ.

Одним из способов подавления деятельности вредных микроорганизмов является добавление поваренной соли. Кроме плазмолиза клеток и выделения клеточного сока, соль в концентрациях около 2% ослабляет действие масляных бактерий, приводит к прекращению дыхания.

Влияние на протекание процесса брожения и качество готового продукта оказывают нижеследующие факторы.

• Содержание сахара в сырье, так как от этого зависит количество основного продукта молочнокислого брожения – молочной кислоты (в свежей капусте содержание сахара должно быть не менее 4,5%, в огурцах – 2,5%).

• Температура брожения должна быть +18... +24 °С. При этой температуре развитие молочнокислых бактерий происходит достаточно интенсивно, но заметно угнетается деятельность посторонней микрофлоры.

• Ограничение доступа воздуха к сбраживаемому продукту. Молочнокислые бактерии являются факультативными анаэробами, т.е. могут развиваться как в присутствии воздуха, так и без него. При брожении без воздуха накапливается только молочная кислота, тогда как при контакте с воздухом образуются нежелательные побочные продукты.

• Внесение закваски чистых культур молочнокислых бактерий для активизации процесса брожения.

Примеры нежелательного изменения аромата, вкуса, цвета готовой продукции:

Квашение.

Потемнение капусты вызывается ее окислением кислородом воздуха в тех случаях, когда происходит вытекание рассола и оголение поверхности. Причиной потемнения может быть развитие посторонней микрофлоры. Это наблюдается при слишком высокой температуре брожения (примерно 30 °С) или в случае неравномерного распределения поваренной соли. Повышение концентрации соли в отдельных местах задерживает развитие молочнокислых бактерий, создавая условия для деятельности посторонних микроорганизмов. Потемнение может вызываться химическими реакциями между извлекаемым из деревянной тары танином и соединениями железа, внесенными в продукт с поваренной солью, а также начавшимся гниением его верхних слоев.

Деятельность посторонней микрофлоры вызывает не только потемнение, но и другие изменения цвета продукта. В частности, под действием дрожжевых грибов квашеная капуста приобретает розовую и даже ярко-красную окраску. Развитию дрожжей способствуют повышенная температура ферментации, а также факторы, задерживающие развитие молочнокислых микроорганизмов (значительная кислотность капустного сока, малое содержание азотистых веществ).

Помимо порозовения дрожжи могут вызвать образование белой пленки на поверхности продукта.

Размягченная, дряблая консистенция квашеной капусты – следствие плохой санитарной обработки тары и повышенной температуры брожения. При этом в начале квашения развиваются Lactobac pentoaceticum, которые вызывают изменение структуры капусты. При пониженном количестве поваренной соли развивается посторонняя микрофлора, которая также приводит к размягчению тканей квашеной капусты.

Появление слизи вызывается бурным размножением некоторых рас молочнокислых бактерий: L. cucumeris fermentati, L. plantarum. Это явление наблюдается при повышенных температурах брожения. Такая капуста, хотя и пригодна в пищу, имеет непривлекательный вид.

Гниение продукции вызывается бактериями. Их развитию в некоторых случаях предшествует обильный рост плесневых грибов, потребляющих молочную кислоту. Уменьшение количества молочной кислоты может привести к дальнейшему развитию в квашеной капусте гнилостной микрофлоры. Гниение происходит при неправильном проведении процесса ферментации и, особенно, при нарушении требуемых условий хранения готовой продукции.

Соление.

К основным дефектам готовой продукции относятся потемнение огурцов, появление раздутых, полых экземпляров с размягченной, дряблой мякотью, сморщивание огурцов, неприятный запах и привкус, ослизнение рассола.

Потемнение огурцов может быть вызвано действием посторонней микрофлоры. В частности, это явление обусловливается развитием одной из разновидностей картофельной палочки. Потемнение возможно при химическом взаимодействии дубильных веществ, перешедших из тары, с железом, содержащимся в воде или в поваренной соли, примененной для изготовления рассола.

Появление раздутых, полых огурцов связано с деятельностью газообразующих микроорганизмов. Их развитие наблюдается при слишком интенсивном брожении и при пониженной концентрации рассола. В этом случае выделяющиеся газы вызывают вздутие, особенно заметное в огурцах с тонкой кожицей.

Сорбиновая кислота (0,01-0,1%) подавляет развитие дрожжей, вызывающих вздутие огурцов, но не оказывает заметного влияния на деятельность молочнокислых бактерий.

Сморщивание огурцов связано с применением очень высоких концентраций растворов поваренной соли, вызывающих быстрый плазмолиз растительных клеток.

Размягчение засоленных огурцов при хранении вызывается деятельностью пектолитических ферментов плесневых грибов, которые разрушают протопектин. Этот же дефект может быть вызван использованием для засола огурцов тары большой вместимости.

Нежелательное изменение вкусовых качеств соленых огурцов происходит под действием посторонней микрофлоры. Плесневые грибы, дрожжи Mycoderma, Debaryomyces, Hanzenula, Pichia понижают кислотность продукта.

На поверхности рассола, которым залиты огурцы, иногда появляется пленка, образованная дрожжами или плесенью. Развивающиеся в пленке микроорганизмы придают огурцам неприятный запах.

Под действием посторонней микрофлоры, хорошо развивающейся при пониженном содержании поваренной соли и относительно высокой температуре хранения, рассол, которым залиты огурцы, становится слизистым.

3. Биохимические основы производства плодово-ягодных соков. Биохимические основы сушки плодов и овощей, производства овощных порошков. Биохимические основы производства томатопродуктов. Биохимические основы производства консервов из овощей и для детского питания.

Важно знать технологические особенности перерабатываемого сырья (биохимические, физические и т.д.). Плоды и овощи реагируют на внешние воздействия в процессе переработки не только изменениями комплекса компонентов своего химического состава, но и как живая биологическая система.

Построение технологического процесса, тот или иной способ обработки сырья и превращения его в готовую продукцию зависят от свойств сырья, способности его изменяться в нужном направлении под влиянием различных воздействий. Часто способ обработки определяется особенностями химического состава сырья.

Характерный пример влияния химического состава сырья на построение технологического процесса – способ получения томатного сока и других плодовых и овощных соков. В то время как яблочный и виноградный сок получают отделением на прессах клеточного сока от измельчённой мякоти, а готовая продукция представляет собой прозрачный напиток, томатный, тыквенный и ему подобные соки приготавливают, протирая целые, предварительно размягчённые нагреванием плоды через механическое сито. В этом случае готовая продукция имеет вид непрозрачной, мутной жидкости, она содержит около 50% плодовой мякоти. Это связано с тем, что пищевая ценность томатов и некоторых других видов растительного сырья определяется не только содержанием и гармоническими сочетанием сахаров, органических кислот, микроэлементов, полифенолов, ароматических и других пищевых веществ, но и наличия каротина, являющегося провитамином А.

Биохимические основы производства плодово-ягодных соков.

Требования к сырью, предназначенному для переработки, отличаются от требований к плодам и овощам для потребления в свежем виде. Так. Для переработки на сок можно использовать плоды и ягоды с повреждениями кожицы (пятна, парша, ожоги), размер и форма плодов обычно не имеют значения. Однако недопустимо сырье загнившее – небольшое количество гнилых плодов или ягод, попавшее в переработку, может дать неприятный привкус всей партии выработанного сока. Кроме того, такие сокоматериалы могут содержать микотоксин патулин.

Плоды и ягоды для производства соков должны быть зрелыми. Недозрелые плоды имеют слабую окраску, повышенную кислотность, плотную мякоть. Соки из незрелых и недоразвитых плодов имеют меньшее количество ароматических веществ, гораздо ниже их качество и количество при получении концентрата ароматических веществ.

При подборе сортов плодовых и ягодных культур для выработки соков без мякоти одним из основных показателей является содержание сухих веществ в сырье, от которого зависят экстрактивность сока и его качество.

Для получения соков лучше использовать сорта осенние и осенне-зимние с сочной и кисло-сладкой мякотью, так как плоды летних сортов созревания, как правило, дают меньший выход сока, меньше содержат сухих веществ. Сорта, имеющие окрашенную кожицу и неокрашенный сок, для выработки натуральных соков непригодны.

Существенное значение имеет массовая доля сахаров и кислот, которые определяют вкус соков. При высокой кислотности и малой сахаристости сок получается невкусным.

К отдельным видам плодово-ягодного сырья существуют дополнительные требования. Например, гранаты должны иметь кислотность в пределах 0,9-2,8%; крыжовник лучше использовать с желтой окраской, так как сок из красных ягод при переработке и хранении меняет цвет.

Для получения соков с мякотью (нектаров) необходимо выбирать плоды с высоким содержанием мякоти.

Особенностью технологии переработки цитрусовых плодов является наличие специфической кожуры и содержащихся в ней ценных эфирных масел, которые играют огромную роль в формировании вкуса сока, однако при попадании в сок могут придать ему неприятный посторонний привкус, поэтому их содержание в соках не должно превышать 0,01-0,002 об.%, чтобы сок был стойким при хранении и сохранял гармоничный вкус. Кожура цитрусовых является ценным компонентом производства безалкогольных напитков, кондитерских и других изделий. В связи с этим, технология получения соков из цитрусовых предусматривает – сначала извлечение масла из кожуры, а затем отжим сока на оборудовании, обеспечивающем переход значительной части мякоти в сок. Наличие мякоти обусловливает полноту вкуса и сохранение ценных биологически активных нерастворимых веществ в соке. Необходимо как можно тщательнее отделять сок от кожуры, поэтому плоды нельзя измельчать и прессовать в виде однородной массы. Для извлечения сока из цитрусовых разработаны устройства, в которых каждый плод обрабатывается отдельно. Фильтрацию и осветление цитрусовых соков практически не проводят, так как многие ценные составные части соков находятся во взвешенном состоянии. Пульпу, полученную на выходе из финишера, после подработки используют для получения соков с мякотью. Отделенную кожуру раздавливают и дробят для последующего получения эфирных масел и соков, содержащих тонкоизмельченную цитрусовую пульпу. Эти соки перерабатывают в напитки, содержащие определенное количество мякоти плодов.

В целях предотвращения порчи и обеспечения длительного хранения соки обрабатывают путем использования повышенной, пониженной температуры или добавлением консервирующих химических веществ.

В целях сохранности органолептических свойств и пищевой ценности соков тепловая обработка должна проводиться в щадящих режимах.

Замораживание при температуре не выше –18 ^оС осуществляют преимущественно для сохранности концентрированных соков с целью предотвращения потемнения и других нежелательных изменений при хранении и транспортировке на дальние расстояния.

В современных условиях для консервирования фруктовых соков все шире применяются химические консерванты, добавление небольшого количества которых позволяет задержать или прекратить рост и размножение микроорганизмов. К химическим консервантам предъявляют определенные требования; они должны оказывать эффективное антимикробное действие, не изменять органолептических свойств продукта и, самое главное, быть безвредными для организма. В натуральных соках допускается применять только сорбиновую кислоту, в соках-полуфабрикатах – сернистую, бензойную, сорбиновую.

Биохимические основы сушки плодов и овощей, производства овощных порошков.

Сушеные плоды и овощи характеризуются повышенной энергетической ценностью, которая в среднем в 6 раз превосходит исходное сырьё. Это связано с высоким содержанием в сушеных фруктах сухих веществ (в среднем 82%), сахаров (66%) и белков (5%).

Особенно это характерно для продуктов, полученных сублимацией. Однако по биологической ценности сушеные плоды значительно уступают свежим, так как ряд витаминов, красящих, фенольных веществ и ферментов разрушаются на разных этапах сушки.

Наибольшей влажностью обладают чернослив и груша, содержащие соответственно 25 и 20 % воды. Наименьшей влагой отличаются сушеные продукты из картофеля – 11 %. Овощи имеют влажность не более 14 %, тогда как большинство плодов – свыше 18 %, что связано с их большей гигроскопичностью.

Все сушеные овощи и фрукты имеют достаточно высокое содержание углеводов (от 40 до 70 %). Белками особенно богаты сушеные овощи. Органические кислоты представлены в основном лимонной, яблочной, винной кислотами.

Сушеные овощи и фрукты имеют в составе разнообразный перечень микроэлементов, минеральных веществ и витаминов. По содержанию натрия выделяется свекла, имеющая более 500 мг/100 г, меньше всего в грушах и черносливе – до 10 мг/100 г. Калия много в персиках, картофеле и абрикосах. Кальцием богаты свекла и абрикосы (222 и 160-166 мг/100 г). Магния накапливается больше всего в свекле (132 мг/100 г) и горошке зеленом (163 мг/100 г). Горошек выделяется и содержанием фосфора – 525 мг/100 г. По содержанию железа лидирующее положение имеют яблоки – 6 мг/100 г.

Из витаминов в овощах наиболее распространены В₁, В₂, С, РР. Высокое содержание витамина С характерно для горошка зеленого – 50 мг/100 г, в 5 раз меньше его в моркови и свекле. Морковь богата β-каротином – 40 мг/100 г.

4. Химический состав консервов из плодов и овощей: содержание сухих веществ, белков, жиров, сахаров, витаминов, органических кислот. Биологическая ценность плодоовощных консервов.

По пищевой ценности переработанные плоды и овощи делят на две группы: продукты, по пищевой ценности близкие к свежим плодам и овощам (быстрозамороженные плоды и овощи, натуральные консервы); продукты с измененной пищевой ценностью вследствие внесения добавок, разрушения или новообразования веществ при переработке (консервы, кроме натуральных, сушеные, квашеные, маринованные плоды и овощи).

Консервы — это продукты, полученные путем соответствующей подготовки сырья, закладки в тару и ее герметизации с последующей тепловой обработкой.

Характерной особенностью продуктов I группы является пониженная калорийность (10-90 ккал), близкая к исходному содержанию многих биологически активных веществ. Однако в отличие от свежего сырья в них частично разрушены витамины, подвергнуты инактивации большая часть ферментов, окислению фенольные и другие соединения.

Продукты II группы делят на две подгруппы: с повышенной энергетической ценностью (за счет добавления сахаров, жира, а также обезвоживания); с пониженной ценностью (вследствие расхода сахаров в процессе ферментации).

Биологическая ценность плодоовощных консервов. Консервная промышленность способствует обеспечению равномерного потребления в течение года овощей и фруктов, длительному сохранению выращенного урожая от потерь.

Вопросы обеспечения населения плодоовощной продукцией весьма актуальны, так как значительная его часть испытывает дефицит многих витаминов, минеральных солей и других биологически активных соединений. Особенно эта проблема заостряется в связи с тяжелой экологической и радиационной обстановкой в ряде регионов страны.

Основными радионуклидами, выпавшими в окружающую среду в результате аварии на Чернобыльской АЭС, были стронций-90, цезий-137, которые являются антагонистами калия и кальция. При недостатке последних в рационе питания радиоактивные элементы включаются в процесс метаболизма органических веществ в организме человека. Чтобы предотвратить это явление необходимо вводить продукты, богатые калием и кальцием. Кроме того, пектиновые и полифенольные вещества способствуют связыванию радионуклидов и выведению их из организма.

Высокоэтерифицированные пектины способствуют понижению уровня холестерина и триглицеридов, удалению желчных солей. Поэтому консервы с добавкой 2% пектина высокой степени этерификации применяют в диетологии.

Низкоэтерифицированные пектины обладают повышенной комплексообразующей способностью и связывают и выводят из организма катионы тяжелых металлов (цинк, свинец, кобальт) и радионуклиды (стронций и цезий).

Ассортимент консервов с пектином — соки с мякотью: морковный, свекольный, яблочный, вишневый; пюре фруктовое и овощное; повидло фруктовое.

Плодоовощные консервы обладают седативными, противорадиационными, тонизирующими и другими свойствами, содержащие набор ценных компонентов (полифенолов, витаминов, пектина, каротина и др.). Особое внимание уделяется использованию вторичных ресурсов консервного производства, которые содержат ароматические, красящие, пектиносодержащие продукты.

Из чеснока получены методом экстракции биологически активные вещества, которые используются как пищевые добавки. Из перца получены премиксы, которые используют в качестве витаминных добавок к другим консервированным продуктам.

Обогащение традиционных видов консервов биологически активными веществами придает готовой продукции требуемые свойства профилактического направления для использования в питании населения, находящегося в экологически неблагоприятных бытовых и производственных условиях, для различных возрастных групп, в том числе и для детей. Однако проблемой остается сохраняемость биологически активных веществ при переработке растительного сырья.

Повышенной биологической ценностью отличаются нестерилизуемые продукты с биохимическим циклом производства. К этой группе профилактических продуктов относятся лактоферментированные соки и напитки, квашеные и моченые плоды и овощи. Применение молочнокислых бактерий позволило получить продукты лечебно-профилактического, радиопротекторного и антиканцерогенного действия, содержащие разнообразные органические кислоты, пектиновые вещества, витамины.

Витамины в этой группе продуктов не разрушаются вследствие отсутствия тепловых воздействий и окислительных реакций (продукт насыщен углекислым газом брожения).

Дефицит витамина С в питании населения превышает 70%. Поэтому немаловажное значение в профилактическом питании является использование продуктов с гарантированным содержанием витамина С. Обработка полуфабрикатов готовой продукций при повышенной температуре приводит к значительному снижению его нативного содержания. Сохранению аскорбиновой кислоты способствуют такие технические приемы, как быстрое отделение сока от мезги в атмосфере инертного газа, асептический способ его консервирования, вакуумная деаэрация, фасование под вакуумом.

Для сохранения биологической ценности плодов и овощей необходимо широко использовать метод быстрого замораживания. Свежие продукты полезны только в сезон. После длительного хранения они теряют определенную, иногда весьма значительную часть витаминов. Замороженные продукты сохраняют вкус и аромат свежего сырья, не содержат консервантов, их легко и быстро приготовить. Однако чтобы не потерять макроэлементы и витамины, быстрозамороженные овощи следует размораживать быстро.

5. Биохимические и химические процессы, которые проходят во время хранения плодоовощной консервной продукции.

Хранение консервов при температуре более +20 °С может привести к ухудшению их вкуса, запаха, консистенции, снижению витаминной активности, изменению окраски и потемнению.

Эти изменения связаны с взаимодействием составных частей самих консервов (редуцирующих сахаров, азотистых веществ, органических кислот, антоцианов, дубильных веществ и др.) между собой, а также с солями железа и олова, переходящих в продукт при коррозии жести.

Дубильные вещества и антоцианы овощей и плодов, при взаимодействии с металлами, вызывают изменение цвета и потемнение консервов.

Белковые вещества консервов (зеленый горошек, сахарная кукуруза и др.) при хранении частично разлагаются с выделением H₂S, который при взаимодействии с металлами придает темный цвет продукту.

Редуцирующие сахара, реагируя с аминокислотами или белками, имеющие свободные аминокислоты, образуют темно-окрашенные, и даже черные меланоидиновые соединения.

Изменение качества консервов при хранении вызывается физическими, биохимическими, химическими и микробиологическими процессами.

К физическим процессам относят деформацию тары вследствие небрежного отношения к ней, что приводит к утрате товарного вида консервов, а иногда даже к нарушению герметичности.

К химическим процессам относят меланоидинообразование, химический бомбаж, электрохимические реакции замещения. Все они вызывают снижение или утрату доброкачественности консервов.

Меланоидинообразование — это неферментативная реакция взаимодействия редуцирующих сахаров с аминокислотами с последующей их конденсацией и полимеризацией, при этом образуются темноокрашенные соединения — меланоидины. Реакция начинается при тепловой обработке и завершается при хранении. Интенсивность меланоидинообразования снижается в кислой среде при наличии достаточных количеств аскорбиновой кислоты, фенольных соединений, при непродолжительной тепловой обработке.

Химический бомбаж отмечается в банках, имеющих внешнюю или внутреннюю коррозию. Отсутствие в этих местах защитных покрытий, контакт металла банок с продуктом приводят к взаимодействию кислот и металлов, выделению водорода. В продукте при этом накапливаются тяжелые металлы (олова и железа в банках из белой жести, хрома и железа — из хромированной жести, алюминия — из сплавов алюминия).

Электрохимические реакции коррозии металлов тары увеличивают в консервах содержание олова и железа. Коррозию металлов ускоряет кислород из незаполненного пространства банки, яблочная кислота и нитраты в продукте. В икре из кабачков и баклажанов, в яблочных нектарах отмечается наиболее интенсивный переход олова и железа в продукт.

Биохимические процессы при хранении представлены в основном окислительными, приводящими к необратимому разрушению витаминов и других биологически активных веществ. Так, по данным А.Ф.Марх (1973), потери витамина С при длительном хранении соков составляют 35-40 %, витаминов В₁, и B₂ — 7-9 %. Окисляются кислоты, особенно яблочная и хинная, а также каротин, в результате чего изменяются вкус и цвет консервов, прогоркают жиры и ухудшается вкус.

Микробиологические процессы вызывают микробиологический бомбаж и "плоское скисание".

Микробиологический бомбаж возникает в результате развития термоустойчивых микроорганизмов. В процессе их жизнедеятельности образуются газы, вызывающие вздутие банки и даже нарушение герметичности, и токсины, опасные для здоровья потребителя. Следствием возникновения бомбажа являются нарушение режима стерилизации, использование сильно обсемененного микроорганизмами сырья, нарушение герметичности банок.

Характерными признаками бомбажа, вызванного бактериями Clostridium botulinum, является образование в консервах большого количества газов, при этом может нарушаться герметичность банок, изменяться внешний вид продукта, появляться муть. Образующиеся токсины разрушаются только при кипячении более 10 мин. Токсины ботулина вызывают отравление, часто со смертельным исходом.

Порча плодоовощных консервов вызывается и другими термофильными бактериями, например Cl. soroqenes, Cl. jrasterianum, которые также выделяют много газа, но токсинов не образуют. Испорченные консервы приобретают запах прогорклого масла. Эти микроорганизмы являются кислотоустойчивыми и могут вызывать порчу томатного сока и консервированных томатов.

Предупреждение порчи консервов указанными бактериями возможно путем соблюдения санитарно-гигиенического режима при производстве, а также подкислением консервов лимонной кислотой.

"Плоское скисание" вызывается термоустойчивыми бактериями, которые обусловливают микробиологическую порчу (брожение) продукта без газообразования и вздутия банок. Дефект можно обнаружить лишь после вскрытия банки. При этом наблюдается помутнение продукта, появление неприятного кислого запаха и вкуса, размягчение консистенции. Причинами порчи является медленное охлаждение после стерилизации, укладка в плотные штабели неохлаждаемых консервов, повышенные температуры транспортирования и хранения.

Микробиологическая порча консервов может также проявляться в виде плесневения, прогоркания, ослизнения продукта, выпадения осадка, коагуляции

6. Химический состав специй и его изменения в процессе консервирования и хранения консервной продукции.

В состав многих приправ и пряностей входят вкусовые и ароматические вещества – эфирные масла, гликозиды, сопутствующие им сахара, крахмал и дубильные вещества. К веществам, определяющим характерные свойства пряностей, следует отнести гликозиды, терпеноиды, простые и сложные эфиры, а также некоторые каротиноиды и органические сульфиды (диаллилдисульфид).

Тема № 10.

Биохимия микробиологических процессов.

Получение и использование ферментных препаратов.

План:

7. Химический состав микроорганизмов, их ферменты.

8. Синтез микробами токсинов, пигментов, ароматических и других веществ.

9. Влияние факторов внешней среды на микрофлору. Изменчивость микробов и практическое значение этого явления. Влияние биологических факторов на микроорганизмы.

10. Экология микроорганизмов: микрофлора воды, атмосферы.

11. Разложение углеводов в анаэробных условиях. Процессы брожения: молочнокислое, спиртовое, маслянокислое, пропионовокислое. Разложение углеводов в анаэробных условиях путем неполного окисления, образование уксусной, лимонной, щавелевой и других кислот.

12. Роль микроорганизмов в разложении клетчатки, соединений азота, фосфора, серы и железа.