Процесс порчи основных сельскохозяйственных продуктов какие способы защиты для них применяют
Причины порчи продуктов и разные способы их сохранения
Порчу продуктов растительного и животного происхождения вызывают действие множества ферментов, входящих в состав самих продуктов, и жизнедеятельность микробов внешней среды.
Ферменты, хотя и в очень малых количествах, находятся в каждой живой клетке. Они играют очень важную роль при всех процессах развития, дыхания, роста и т. д. Каждый фермент строго специфичен по характеру своего воздействия на растение. Например, есть такие, которые способствуют созреванию плодов в определенный период развития растения. Плоды могут дозревать и после уборки, так как содержащиеся в них ферменты продолжают действовать. Однако при длительном хранении они вызывают и нежелательные явления — размягчение и так называемые физиологические или функциональные заболевания плодов (вследствие нарушения обмена веществ): загар и стекловидность мякоти у яблок, потемнение сердцевины клубней картофеля, образование черных точек на листьях белокочанной капусты и др.
Главная же причина порчи овощей и плодов при переработке их на заводах — жизнедеятельность таких микроорганизмов, как бактерии, плесневые грибки и дрожжи (дрожжевые грибки). Все они имеют очень малые размеры, исчисляемые микронами или микрометрами (1 мкм равен 0,001 мм).
Бактерии, плесени и дрожжи различают по множеству признаков — размерам, форме, способности к передвижению и жизни при разных условиях температуры и влажности, видам пищевых продуктов, на которых они могут развиваться. Микробы, которым для жизнедеятельности необходим кислород, — аэробы, живущие без кислорода — анаэробы. Однако всем им нужна вода, достаточная влажность той среды, в которой они обитают, а также определенная температура; подавляющее большинство микробов лучше развивается в таких ее пределах, как 20 — 40°. Но и здесь немало их видов, приспособившихся к более высоким и низким температурам. Например, если продукты, в которых находятся микробы, заморозить и выдержать некоторое время, то последние не погибают, а лишь временно прекращают свою жизнедеятельность. После повышения температуры они вновь возобновляют свою активность. Значительное же повышение температуры для микробов губительно: при 70° и выще, особенно при 100°, погибает большая часть их. Существует много видов бактерий, переносящих длительное кипячение в воде и даже нагревание при значительно более высоких температурах — 11О — 120 и 1300. В таких неблагоприятных условиях они образуют так называемые споры, которые сохраняются, а при снижении температуры дают новые бактерии. В концентрированных растворах кислот и рассолах микробы не развиваются.
Бактерии размножаются делением клеток, плесени — своих нитей (мицелия) и путем образования спор, дрожжи — почкованием. Все микроорганизмы при благоприятных условиях размножаются очень быстро — через каждые 15 — 20 — 25 мин. Из одной клетки образуется две, а через такой же промежуток времени происходит следующее очередное деление. Питаются микроорганизмы теми же питательными веществами (белками, углеводами, жирами), которые необходимы человеку и всем высшим животным. Микробам нужны также витамины, минеральные и другие вещества. В процессе усвоения ими пищи происходит распад некоторых веществ, при этом образуются различные продукты — вода, углекислота и газы, некоторые из них имеют неприятный гнилостный запах, что свойственно испорченным пищевым продуктам. Бактерии, вызывающие различные заболевания, а также и пищевые отравления, значительно труднее обнаружить. Особенно опасны для человека (иногда со смертельным исходом) бактерии «клостридиум ботулинум». Попадая на пищевые продукты (чаще всего из почвы, где обычно обитают), они в анаэробных условиях (без доступа кислорода) вырабатывают сильнодействующий яд (токсин), наличие которого установить весьма трудно даже с применением специальных методов. Эти бактерии развиваются и в обычных условиях, но выделяют токсин только в анаэробной среде. Споры их очень устойчивы к нагреванию и выдерживают длительное кипячение, после чего могут снова развиваться, давая начало новому поколению. Однако выработанный этими бактериями токсин разрушается при кратковременном (10 — 15 мин) кипячении и не представляет уже опасности для организма.
В природе имеется также множество микробов, которые весьма полезны, а некоторые настолько необходимы, что их жизнедеятельность служит основой производства целых крупных отраслей ряда пищевых (и непищевых) производств. Так, квашение капусты, засолка овощей и мочение фруктов и ягод осуществляются благодаря полезным молочнокислым бактериям. Повышенная концентрация молочной кислоты, которую они выделяют в процессе жизнедеятельности, предохраняет продукт от порчи другими бактериями. Без полезных микроорганизмов невозможно было бы производство спирта и вин, уксуса и многих других продуктов.
Для сохранения овощей и плодов необходимы условия, при которых невозможно развитие микробов, способных вызывать их порчу. Из перечисленных основных видов микроорганизмов вред наносят главным образом плесени и дрожжи, поскольку плодоовощная продукция представляет собой основной источник их питания из — за высокого содержания углеводов. Жизнедеятельность же вредных бактерий в большей мере вызывает порчу мясных, рыбных и других продуктов с высоким содержанием белков. В настоящее время для создания необходимых оптимальных условий для сохранения овощей и плодов практическое значение имеют следующие способы.
Охлаждение и замораживание. При холодильном хранении овощи и плоды используют в большинстве случаев в целом виде без предварительной обработки, поскольку в них должен продолжаться, хотя и сильно замедленный, процесс дыхания. В зависимости от их вида (в ряде случаев и от сорта) хранение при 0° (на 0,5 — 1° ниже без подмораживания) или на 2 — 5° выше может продолжаться несколько недель, иногда — месяцев.
Для замораживания — непрерывного хранения без кратковременного оттаивания овощи и плоды предварительно чистят, иногда разрезают или измельчают, бланшируют (ошпаривают кипятком для разрушения ферментов). Охлаждают их быстро при температуре минус 35°, в новых современных скороморозильных аппаратах (криогенных) — минус 78° (в жидкой углекислоте) и даже при минус 196° (в жидком азоте) для лучшего сохранения качества продукта. Это самый эффективный способ переработки (консервирования) «овощей, плодов и многих других продуктов питания.
Сушка — высушивание плодов и овощей до определенной концентрации сухих веществ в ннх при сохранении питательных веществ.
Обычно в высушенных овощах остается 12 — 14% воды, в плодах — 18 — 20%, в некоторых до 24 — 25% и до более низкой влажности — 4 — 5% и менее. Но такие сухие продукты хранят в герметически укупориваемой таре (металлические или стеклянные б.анки) во избежание поглощения ими влаги из окружа ющего воздуха.
Консервирование сахаром предусматривает сохранение плодов и ягод путем уваривания их в высококонцентрированном сахарном сиропе (60 — 65% — ном и даже выше), в котором не могут развиваться микроорганизмы. Такой способ применяют для приготовления широко известных сахаристых продуктов — варенья, джемов, повидла, желе, сиропов.
Химическое консервирование проводят при помощи специальных консервантов, или антисептиков. Наиболее известны и распространены сернистый ангидрид, или двуокись серы. Применяют и другие химические консерванты, в частности такие кислоты, как бензойная, салициловая, а также сорбиновая, которая в последние годы получила значительное распространение.
Маринование широко и повсеместно используют как в промышленности, так и в домашнем хозяйстве для длительного хранения овощей и фруктов при помощи раствора уксусной кислоты в концентрации 1,2 — 1,8%, которая тормозит или полностью приостанавливает жизнедеятельность микроорганизмов.
Консервирование поваренной солью при концентрации раствора до 20% полностью предохраняет овощи от порчи, В овощеперерабатывающем производстве такой крепкий посол применяют сравнительно редко, только при заготовке овощных полуфабрикатов.
Квашение, соление — наиболее распространенные способы консервирования огурцов, помидоров, капусты при помощи полезных молочно — кислых микробов. Добавляемая же соль (1,5 — 2,5%) способствует улучшению качества продукции.
Тепловая стерилизация и пастеризация плодов и овощей практически полностью уничтожают микроорганизмы и их споры.
Стерилизация — наиболее распространенный в современной пищевой промышленности способ для переработки почти всех видов пищевых продуктов как растительного, так и животного происхождения. При температуре ниже 100° их пастеризуют, при 100° или выше — стерилизуют.
Стерилизованные консервированные продукты в металлической (жестяной), стеклянной, полимерной или другой водо — и газонепроницаемой таре, герметически укупоренной, хранятся продолжительное время (много лет) без порчи и без заметного снижения качества.
Источник
Методы предотвращения порчи сырья
Методы консервирования.Применяемые методы консервирования продуктов можно объединить в три группы: физические. химические и микробиологические.
Физические методы. Основной метод консервирования — обработка герметически укупоренных продуктов нагреванием. Большинство микроорганизмов погибает при температуре 110. 120°С, многие (не образующие спор) при 60. 100°С. Однако некоторые термостойкие бактерии сохраняются при нагревании до 130°С. Прогревание консервов при температуре до 100°С называют пастеризацией, а при температуре 100°С и выше — стерилизацией. Продолжительность нагрева зависит от химического состава сырья (особенно от кислотности), его консистенции, объема, вида тары и др.
Для консервирования соков и пюреобразных продуктов применяют асептический (обеззараживающий) метод консервирования. Сущность метода заключается в том, что сок или пюре кратковременно прогревают в потоке при температуре 130. 160°С, охлаждают и разливают в стерильную тару. Кратковременный нагрев (от нескольких секунд до 2. 3 мин) убивает микроорганизмы, не изменяя при этом химического состава продукта. Метод консервирования по принципу действия на микроорганизмы относится к стерилизации. Укупоренные в асептических условиях банки со стерильным соком или пюре дальнейшей тепловой обработке не подвергают. Этот метод консервирования один из перспективных. В период массового поступления сырья можно быстро законсервировать продукцию в больших цистернах.
Сушка дает возможность довести содержание воды в продукте до такого количества, при котором микроорганизмы уже не могут развиваться. Например, для развития бактерий требуется не менее 30, а плесеней — 15% влаги. Сушка является самым древним способом консервирования и в настоящее время она продолжает совершенствоваться. Например, сейчас используют сублимационную сушку (сублимация — испарение льда при низких отрицательных температурах в вакууме). Проводят ее в аппаратах-сублиматорах с последующим досушиванием при температуре около 40°С. При этом получают сушеные продукты наиболее высокого качества. Многие микроорганизмы, особенно их споры, остаются в сушеных продуктах, и если важность продуктов повысится, то микроорганизмы начинают развиваться и портят их. Поэтому необходима герметизация высушенной продукции (особенно с остаточным содержанием влаги 4-5%) или хранение в сухих хранилищах и складах.
Замораживаниеплодов и ягод при температуре — 25 — 35°С и последующее хранение замороженной продукции при -18°С приостанавливает все физиологические процессы и деятельность микробов, но не уничтожают их. Поэтому для сохранения качества этого вида продуктов необходимо строго соблюдать условия их хранения и быстро использовать в пищу после размораживания. По качеству замороженные плоды и ягоды мало отличаются от свежих.
Охлаждение — это обработка и хранение свежих плодов и ягод при температуре около 0°С. Клеточный сок при этом не замерзает (ягоды замерзают при — 0,7. 1,5°С, яблоки при — 1,5. 4°С в зависимости от сорта и продолжительности хранения). Охлаждение замедляет биохимические процессы, приостанавливает развитие микроорганизмов, но не уничтожает их.
Консервирование продуктов высоким осмотическим давлением происходит при использовании в больших концентрациях сахара и соли. Осмос — медленное проникновение растворителя в раствор через тонкую перегородку, разделяющую их. В данном случае растворителем является вода микробов и она выходит через их оболочки в раствор сахара или соли. Так в варенье с массовой долей сахара около 70% развивается такое высокое осмотическое давление, при котором микроорганизмы обезвоживаются и не могут развиваться. Подобное наблюдается и в соленой продукции с концентрацией соли более 10%.
Однако если хранить плоды и ягоды, консервированные сахаром, в открытой таре и во влажных условиях, то концентрация сахара уменьшится и продукция может начать портиться, поэтому консервы необходимо укупоривать.
К физическим методам консервирования относят и стерилизацию фильтрованием, когда применяют тонкие пластины отфильтровывающие микроорганизмы. В продукте (обычно это прозрачный сок) остаются ферменты, поэтому применения одних фильтров для сохранения сока недостаточно, необходимо нагревание или охлаждение.
Микробиологические методы. При квашении, солении, мочении продукции, а также при производстве вина происходят микробиологические процессы, в результате которых образуется консервант — молочная кислота или спирт.
Однако для консервирования продуктов только молочной кислотой или спиртом необходима высокая их концентрация, которая не может образоваться в результате микробиологических процессов. Поэтому здесь также применяют сочетание физических (хранение при низкой температуре) и химических (применение спирта или соли) методов консервирования.
Консервы, которые выпускают в банках без стерилизации, называют пресервами. Они сохраняются благодаря применению консервирующих веществ (сахара, соли, уксусной кислоты и т. д.) или хранению при низкой температуре.
Химические методы. Основаны на применении различных химических веществ, губительно действующих на микроорганизмы. В первую очередь к ним относятся антисептики — вещества, подавляющие развитие микроорганизмов . Наиболее распространенный антисептик — диоксид серы (сернистый ангидрид), или 0,1. 0,2%-ная сернистая кислота. Этот метод консервирования называется сульфитацией. Диоксид серы сильее действует на бактерии, меньше — на плесени и дрожжи Он ядовит, поэтому сульфитированное сырье является полуфабрикатом и используется для переработки после удаления диоксида серы нагреванием (десульфитацией). Сульфитацию применяют для консервирования пюре обработки сырья перед сушкой и др.
Для консервирования кислых соков применяют бензойную кислоту в виде натриевой соли, которая хорошо растворяется в воде. 0,05. 0,1%-ный бензоат натрий губительно действует на дрожжи и плесени, слабее — на бактерии. Этот консервант безвреден для человека.
В последние годы в качестве антисептика стали широко использовать 0,05. 0,1%-ную сорбиновую кислоту, которая подавляет в кислой среде развитие плесеней и дрожжей. Ее успешно применяют в сочетании с сахаром, например при выработке протертой ягоды. Эта кислота также безвредна для человека.
Кроме антисептиков, для консервирования продуктов используют этиловый спирт, уксусную или молочную кислоту. Высокая концентрация кислот делает продукт непригодным к употреблению, поэтому их используют для заготовки полуфабрикатов или применяют в сочетании с другими методами консервирования. Например, при производстве маринадов используют невысокие дозы уксусной кислоты и стерилизацию в герметически укупоренной таре.
Источник
