На чем основаны различные методы консервирования кратко

Классификация методов консервирования и их характеристика

По консервирующему действию методы консервирования делят на физические, физико-химические, химические и биохимические.

К физическим методам консервирования относят консервирование низкими (охлаждение, замораживание) и высокими температурами (пастеризация, стерилизация), консервирование ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, обеспложивающими фильтрами.

К физико-химическим методам консервированияотносят консервирование солью, сахаром и сушку (естественную, нагретым воздухом, вакуумную, инфракрасную, сублимационную).

К комбинированным методам консервирования относятся вяление и копчение.

Химические методы консервированияоснованы на применении различных химических веществ, губительно действующих на микроорганизмы, например, антисептиков.

К биохимическим методамконсервирования относят квашение.

Физические методы консервирования. Консервирование низкими температурами основано на замедлении или прекращении развития микробов и действия ферментов. При охлаждении температуру продукта снижают до 0 до плюс 4 °С, не допуская его замораживания. Охлаждение широко используется при хранении овощей, плодов, мяса, рыбы, молока творога, сметаны и других продуктов.

Для более длительного хранения пищевые продукты замораживают. Замораживание – это процесс превращения в лед воды, содержащейся в продукте. Проводят его быстро при температуре минус 18–25 °С. Внутри продукта температура достигает минус – 8 °С и создаются неблагоприятные осмотические условия для развития микроорганизмов и биохимических процессов. При транспортировании на большие расстояния устанавливается температура минус 18 °С. Замораживание применяют для хранения мяса, рыбы, плодов, овощей. Повторное замораживание не допускается. К недостаткам замораживания относят твердую консистенцию, частичную потерю аромата, изменения цвета (пожелтение жира). Замороженные продукты по вкусовым и питательным свойствам уступают охлажденным.

Шоковая заморозка овощей и фруктов (при минус 35–40 °С) является современным способом консервирования и позволяет надолго сохранить пищевую ценность, вкус и внешний вид. При быстром замораживании пищевых продуктов образуются мелкие кристаллы льда, равномерно распределяющиеся по всей массе продукта. Такие продукты удобны в приготовлении и не требуют предварительного размораживания. Исключение таких трудоемких операций, как переборка, очистка, мытье, нарезка позволяет сделать процесс приготовления овощей комфортным. Продукты шоковой заморозки хранятся существенно дольше.

К консервированию высокими температурами относят пастеризацию и стерилизацию.

Пастеризациязаключается в нагревании продукта до температуры ниже 100°С: выше 67 °С в течение 30–40 мин (длительная пастеризация) и до 85–90 °С в течение 1–1,5 мин (кратковременная пастеризация).

При пастеризации погибают вегетативные формы микробов, но споры некоторых из них остаются, поэтому пастеризованные продукты долго не хранятся. Пастеризуют молоко, сливки, джем, соки, пиво.

Стерилизация – тепловая обработка герметически закрытого продукта при температуре 113–120 °С в течение определенного времени. Режим стерилизации зависит от рН продукта, его консистенции, вида и объема тары. Кислые продукты стерилизуются при более низких температурах (105 °С). При этом все микробы и их споры погибают. Стерилизованные продукты могут храниться длительное время, однако пищевая ценность их снижается, так как при стерилизации частично гидролизуются и денатурируют белки, разрушаются витамины.

Ультравысокотемпературно-обработанный продукт (УВТ-обработанный продукт)—продукт, например, молоко, подвергнутый термообработке при температуре выше 135 °С с выдержкой до 10 с.

Перспективным методом сохранения качества продукта является асептическая стерилизация – горячий розлив в стерилизованную тару жидких и пюреобразных продуктов, нагретых до температуры 130–150 °С с последующим их быстрым охлаждением до 30–40 °С.

При консервировании токами сверхвысокой частоты (СВЧ) продукт в герметичной таре помещается в электромагнитное поле переменного тока. Время консервирования сокращается в 20 раз.

Ультрафиолетовые лучи используют для обработки внешних поверхностей камер холодильников, мясных туш, колбас.

При применении обеспложивающих фильтров микроорганизмы фильтруемых продуктов (соки, пиво) задерживаются на поверхности фильтров. Продукты сохраняют естественный вкус, цвет и аромат.

С помощью ионизирующих излучений радиоактивных изотопов кобальт-60 и цезий-137 уничтожают плодовых мух и долгоносиков в импортном винограде и апельсинах.

Уже накоплен большой опыт применения озона при хранении картофеля, моркови, капусты, лука и фруктов (винограда и яблок) за рубежом. Применяется озонирование воздуха хранилищ, холодильных камер.

Физико-химические методы консервирования. Консервирование солью и сахаром основано на том, что большинство микроорганизмов не развивается в продуктах при повышенной концентрации соли и сахара, увеличивающих осмотическое давление. Осмос – это медленное проникновение растворителя (вода микробов) в раствор (сахара и соли) через тонкую перегородку, разделяющую их.

Консервирование сахаром применяют при производстве варенья, джема, повидла, сгущенного молока, мармелада, цукатов и других продуктов. Концентрация сахара при этом должна быть не менее 60–65 %. Для лучшей сохраняемости продукты с концентрацией сахара менее 65 % дополнительно пастеризуют в герметично закрытой емкости.

Сушка — способ основан на удалении части воды из продукта, в результате чего повышается концентрация сухих веществ, возникает высокое осмотическое давление. Продукты сушат до содержания влаги 4–25 %.

Различают сушку естественную (в тени или под лучами солнца) и искусственную (с помощью горячего воздуха с температурой свыше 120 °С в специальных сушилках). Жидкие продукты сушат в распылительных сушилках.

Современными способами являются обезвоживание инфракрасными лучами и сублимационная сушка. Например, сублимационная сушка – это сушка замороженных продуктов в вакууме, при которой наблюдается переход льда замороженного продукта в пар, минуя стадию воды.

Комбинированные методы консервирования. Вяление – медленная сушка подсоленных продуктов. Копчение — обработка дымом в сочетании с солением. Различают копчение горячее, которое протекает при температуре дыма 70–140 °С, и холодное – при 40 °С. Для копчения применяют также коптильную жидкость и электрокопчение. Коптят мясо, рыбу.

Биохимические методы – основаны на свойстве кислот и спирта, образующихся в продуктах, задерживать развитие большинства микроорганизмов. При квашении молочная кислота (до 0,7–0,9 %) образуется в результате молочно-кислого брожения сахаров, содержащихся в заквашиваемых плодах и овощах. Для улучшения вкуса и активации плазмолиза клеток и перехода сахара (сока) в рассол при квашении вносят 2–5 % поваренной соли. При мочении яблок накапливается до 1,5 % спирта. Этиловый спирт накапливается в винах в результате дрожжевой деятельности.

Химические методы консервирования основаны на добавлении к продуктам различных антисептиков, например, кислот (уксусной, серной, сорбиновой, бензойной), спирта, уротропина, низинав соответствии с установленными нормами. При мариновании в продукт добавляют уксусную кислоту в количестве 0,6–1,5 %, сахар, соль, пряности. Как правило, продукты предварительно бланшируют. Эффект консервирования обеспечивается бактерицидными свойствами уксусной кислоты.

Спирт добавляют в ликеро-водочные изделия (10–45 %), обрабатывают хлеб, предназначенный для длительного хранения. Спирт замедляет действие микроорганизмов.

Консервирование сернистой кислотой, ее солями и диоксидом серы называется сульфитацией. Например, диоксидом серы обрабатывают плоды и ягоды, в т.ч. перед сушкой. Сульфитированное сырье является полуфабрикатом и используется для переработки после десульфитации. При хранении свежего винограда применяют метабисульфат калия.

Бензойно-кислый натрий (0,05–0,1 %) применяют для консервирования кислых соков. Сорбиновая кислота в концентрации 0,1 % подавляет действие микроорганизмов сильнее, чем бензойная и сернистая, не изменяя органолептические свойства продуктов. Успешно применяется в сочетании с сахаром для консервирования плодово-ягодных пюре.

Причины порчи пищевых продуктов и сырья. При консервировании особое значение придается бактериям, дрожжам, плесеням и вирусам. Их действие может быть положительным, но в большинстве случаев – отрицательным.

Размножение живых бактерий ограничивается низкой температурой, недостатком воды, питательных веществ и других факторов. Деятельность молочнокислых бактерий может быть полезной при квашении овощей, плодов и молочных продуктов. Плесени образуются на поверхности продукта, придавая ему неприятный запах и вкус, так как для их деятельности необходим воздух. Полезные свойства некоторых плесеней используются в сыроварении. Полезные свойства дрожжей используются в пивоварении, виноделии, хлебопечении (для разрыхления теста), квашении. Вирусыпри консервировании подлежат уничтожению, потому что могут явиться источником болезней опасных для человека – ящур, бешенство, грипп.

Большинство микроорганизмов погибает при температуре 60–70 °С, причем чем выше температура, тем этот процесс идет скорее. Растительные и животные жиры повышают устойчивость микроорганизмов и их спор при нагревании, что учитывают при изготовлении консервов, обеспечивая температуру выше 100 °С и более продолжительное время воздействия. Микроорганизмы, а также их споры гибнут при более низких температурах в консервах, содержащих кислоты.

Губительное действие на микроорганизмы при консервировании оказывают фитонциды, обладающие бактерицидными свойствами и содержащиеся в чесноке, хрене, луке, а также антоцианы (ускоряют гибель плесеней и дрожжей) – органические красители, содержащиеся в черной смородине, черноплодной рябине и т.д.

При нарушения технологии производства и условий хранения в консервах и пресервах могут возникать недопустимые дефекты (бомбаж, скисание и др.). Например, бомбаж рыбных консервов (пресервов) – это дефект в виде выпуклости донышка и крышки банки, не исчезающей после надавливания.

Источник

КОНСЕРВИРОВАНИЕ пищевых продуктов

Консервирование пищевых продуктов (лат. conservare хранить, сохранять) — обработка пищевых продуктов, предохраняющая их от порчи и обеспечивающая длительную сохранность.

При Консервировании используются методы, обеспечивающие гибель микроорганизмов, либо переводящие их в состояние анабиоза. Под влиянием Консервирования подавляется и деятельность ферментов микроорганизмов. Консервирование позволяет создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов (см.), перемещать их на дальние расстояния вне зависимости от климатических условий и обеспечить необходимый ассортимент продуктов питания на протяжении всего года.

Технический прогресс в технологии Консервирования позволил внедрить в практику методы, обеспечивающие высокую устойчивость продуктов питания при длительном хранении с сохранением их пищевых, вкусовых и биологических свойств.

Классификация методов Консервирования представлена в таблице.

Содержание

Таблица. Классификация методов консервирования пищевых продуктов

Консервирующий фактор, положенный в основу метода

естественная сушка, вяление, искусственная сушка (камерная)

Сушка при обычном атмосферном давлении

Сушка в условиях: вакуума

лиофилизации, или сублимационная сушка

Сушка в условиях вакуума после замораживания

Повышение осмотического давления

Повышение концентрации водородных ионов

Консервирование с помощью антисептических средств и антибиотиков

Сочетанное действие химических и физических факторов

Термический метод

Термический метод используется наиболее широко. Этот метод К. основан на отмирании различных видов микроорганизмов под влиянием температурного воздействия. Вегетативные формы микроорганизмов в основном инактивируются при t° 60—70° в течение 1 —10 мин., за исключением термофильных бактерий, способных выживать при t 80°. Устойчивостью к высокой температуре отличаются споры, для инактивации которых требуется нагревание выше 100° при экспозиции от 30 мин. до 2—3 час.

Стерилизация (см.) обеспечивает освобождение консервируемого пищевого продукта от вегетативных форм микроорганизмов и от спор. При стерилизации используются режимы с t° 108—120° в течение 40— 90 мин.

К. жидких пищевых продуктов — молока, овощных и фруктовых соков, пива — производится пастеризацией (см.). При этом пищевой продукт освобождается от жизнеспособных патогенных микроорганизмов кишечной группы, микобактерий туберкулеза и некоторых других микроорганизмов. Различают низкую пастеризацию, к-рая проводится при t° 65° в течение 20 мин., и высокую — при t° 85—90° в течение не более 1 мин. При этом обеспечивается достаточный эффект с минимальным изменением пищевых и вкусовых свойств, пастеризуемых продуктов.

Консервирование низкой температурой

Низкая температура является лучшим консервирующим фактором, обеспечивающим сохранение скоропортящихся пищевых продуктов с наименьшими изменениями природных свойств и наименьшими потерями биологически активных компонентов пищи — витаминов, ферментов и др. Под действием низкой температуры (— 20° и ниже) большинство микроорганизмов прекращает свое развитие, за исключением психрофилов, грибков и плесени, которые сохраняют жизнеспособность при t° — 20° и ниже. Низкая температура, применяемая при К., не убивает микроорганизмы, а только прекращает их рост. Такие патогенные микроорганизмы, как сальмонеллы и стафилококки, выживают в замороженных пищевых продуктах в течение нескольких месяцев.

Консервирование низкой температурой производится путем охлаждения пищевого продукта или его замораживания. Охлаждение представляет собой воз-действие низкой температуры на пищевой продукт с доведением температуры в толще его от 4 до 0°. При охлаждении пищевой продукт, не подвергаясь замораживанию, сохраняет свои пищевые, вкусовые и биологические свойства. Наиболее часто К. охлаждением подвергается мясо. X ранение охлажденных продуктов производится в холодильных камерах при t° от 0 до 2° и относительной влажности не выше 85%. Охлажденное мясо может храниться без признаков порчи до 20 сут.

Замораживание существенно нарушает структуру клеток и тканей замораживаемых продуктов, которые после оттаивания резко отличаются от свежих продуктов (рис., а). При медленном замораживании в клетках консервируемого пищевого продукта образуются крупные кристаллы льда (рис., в, г), которые разрушают оболочки и клеточные элементы. В процессе оттаивания вода не возвращается в коллоиды и продукт подвергается дегидратации; при этом теряются белковые и другие питательные вещества. Сохранить высокое качество продуктов при оттаивании помогает способ быстрого замораживания. В этом случае образуется большое количество мелких кристаллов (рис., б); при их оттаивании вода легко возвращается в коллоиды, из которых они образовались. Быстрое замораживание дает минимальные потери витаминов и обеспечивает наименьшее развитие микроорганизмов в продуктах.

Качество замороженных продуктов зависит от способа оттаивания. Быстрое оттаивание замороженного мяса сопровождается значительными потерями питательных, экстрактивных и биологически активных веществ. Поэтому замороженное мясо следует оттаивать медленно.

Обезвоживание (сушка)

Обезвоживание (сушка) — Консервирование, основанное на прекращении жизнедеятельности микроорганизмов при содержании влаги в пищевом продукте менее 15%. При К. сушкой микроорганизмы не погибают, а переходят в состояние анабиоза; при увлажнении продукта они вновь становятся жизнеспособными. Сушка при обычном атмосферном давлении может быть естественной и искусственной. К методам естественной сушки относятся солнечная сушка (получение сухих фруктов) и вяление (в целях длительного сохранения рыбных продуктов).

Искусственная камерная сушка может быть струйной, распылительной и пленочной. При струйном методе сушка производится в сушильных камерах, в которых пищевые продукты подвергаются непрерывному действию струи горячего воздуха, поступающего из калориферов; влага удаляется через специальные вентиляционные системы.

Распылительная сушка, используемая для обезвоживания жидких пищевых продуктов (молока, яиц, томатного сока), производится в специальной камере при t° 90—150° путем распыления жидкого продукта через форсунку в тонкую взвесь, к-рая под действием горячего воздуха быстро высыхает и в виде порошка оседает на дно камеры. При распылительной сушке продукт подвергается кратковременному действию высокой температуры, в связи с чем он мало изменяется и сохраняет все свои природные свойства. Получаемые т. о. сухие продукты (порошки) при добавлении воды легко восстанавливаются в исходный продукт, пригодный для употребления.

Вакуумная сушка, производимая обычно при невысокой температуре, обеспечивает полную сохранность пищевых продуктов. Одним из видов вакуумной сушки является лиофилизации (см.). Основным принципом лиофилизации как метода К. является обезвоживание продукта в условиях вакуума и удаление влаги непосредственно из кристаллов льда, минуя жидкую фазу. В процессе лиофилизации различают три периода. В первом периоде загруженные в сублиматор продукты подвергаются действию глубокого вакуума, при к-ром продукт самозамораживается и непосредственно из кристаллов льда происходит испарение влаги. В высушиваемых продуктах температура достигает —17°. Этот период длится 15—25 мин., в течение которых удаляется ок. 18% влаги. Во втором периоде при t° —10—20° удаляется ок. 80% влаги, затем плиты, на которых расположены высушиваемые продукты, нагревают. При этом продукты не размораживаются и удаление влаги продолжается непосредственно из кристаллов льда. Сушка во втором периоде продолжается 10—20 час. в зависимости от влажности и веса продукта. В третьем периоде производится тепловая вакуумная сушка при t° 45—50° в течение 3—4 час.

Соление и консервирование сахаром

Соление и консервирование сахаром производятся на основе повышения осмотического давления. Этот метод К. основан на свойстве микроорганизмов сохранять жизнеспособность только при условии определенной разности осмотического давления внутри бактериальной клетки и окружающей среды (осмотическое давление в бактериальной клетке несколько выше, чем в окружающей среде). Повышение осмотического давления в пищевом продукте приводит к нарушению обмена между микробной клеткой и внешней средой, к обезвоживанию клетки, уменьшению объема протоплазмы и гибели микробной клетки. Высоким осмотическим давлением отличаются р-ры поваренной соли и сахара. Так, осмотическое давление 1% р-ра поваренной соли или сахара равно 6,1 атм.

При Консервировании солением применяются 8—12% р-ры поваренной соли, что соответствует 50—73 атм осмотического давления, к-рое обеспечивает надежный консервирующий эффект. Однако имеются микроорганизмы (Serratia salinaria), способные выдерживать высокие концентрации поваренной соли (до 15—20% ). В практике используются сухой, мокрый, теплый и холодный посолы. При сухом посоле засаливаемые продукты обрабатываются сухой солью, без рассола. Мокрый, или тузлучный, посол производится путем погружения продукта в заранее приготовленный насыщенный солевой р-р. Посол замороженных продуктов называется холодным, а посол при температуре окружающего воздуха — теплым. К. солением сопровождается нек-рой потерей питательных веществ.

При К. сахаром обычно создается концентрация его ок. 60%, что соответствует 350 атм осмотического давления. Столь высокое давление обеспечивает надежный консервирующий эффект — хранение в течение длительного срока при любой температуре окружающей среды.

Маринование и квашение

Маринование и квашение основаны на способности микроорганизмов развиваться в узких пределах pH. Изменение величины pH нарушает дисперсность протоплазмы микробной клетки и прекращает ее жизнедеятельность. Так, при pH ниже 4,5 прекращается жизнедеятельность гнилостных бактерий (изменение концентрации водородных ионов на практике осуществляется методом маринования). При мариновании используются пищевые к-ты, в т. ч. уксусная к-та, к-рая в концентрации 4—6% вызывает гибель микроорганизмов, а в концентрации 1 — 1,8% ослабляет жизнедеятельность микроорганизмов и переводит их в состояние анабиоза. Для повышения эффективности К. маринование сочетается с пастеризацией и солением. Маринованные продукты должны храниться при температуре не выше 6°.

При квашении изменение концентрации водородных ионов сочетают со специфическим действием молочной к-ты — сахар сбраживается в молочную к-ту. Под влиянием квашения полностью подавляется жизнедеятельность патогенной неспороносной микрофлоры и происходит инактивация яиц гельминтов.

Консервирование с помощью антисептических средств и антибиотиков

Химические консерванты при К. пищевых продуктов в нашей стране применяются ограниченно; допускаются только некоторые хим. вещества в количествах, не вредных для здоровья потребителей. В качестве хим. консервантов используются пищевые антисептики (бензойная, сернистая и сорбиновая к-ты), антибиотики и антиокислители. Бензойная к-та в применяемых для консервации количествах безвредна, однако ее консервирующие свойства невелики. Безусловно допустимая суточная доза бензойной к-ты до 5 мг/кг и условно допустимая доза 5—10 мг/кг массы тела. В СССР бензойная к-та допускается в мармеладе, пастиле, повидле и в меланже в количестве 700 мг/кг; в презервах (кильки) и плодово-ягодных соках — 1000 мг/кг. Сернистая к-та, сернистый ангидрид, бисульфат натрия и пиросульфат натрия применяются для сульфитации плодов и овощей. Под влиянием сульфитации обеспечивается лучшая сохраняемость продуктов и более высокое содержание в них аскорбиновой к-ты. Сульфитированные овощи и плоды в процессе тепловой обработки подвергаются частичной десульфитации. Содержание сернистой к-ты во фруктовых соках и сухих фруктах допускается до 100 мг/кг, в томате-пюре — до 1500 мг/кг. Сорбиновая к-та наиболее приемлема для К. пищевых продуктов. Она характеризуется высоким антимикробным действием и наименьшим проявлением каких-либо отрицательных действий на организм. Превращение сорбиновой к-ты в организме происходит по типу превращений ненасыщенных жирных к-т. Безусловно допустимая суточная доза сорбиновой к-ты— до 12,5 мг/кг, условно допустимая доза — 12,5—25 мг/кг массы тела. Сорбиновая к-та допускается в безалкогольных напитках в количестве 300—500 мг/кг, в плодово-ягодных соках и сгущенном молоке — 1000 мг/кг, при обработке поверхности сыров — 2000 мг/кг, а полукопченых колбас — 5000 мг/кг.

Антибиотики для целей К. применяются в крайне ограниченном ассортименте и объеме. В пищевой промышленности допускаются только такие антибиотики, которые не применяются в медицине для леч. целей и которые наряду с высоким антимикробным действием неустойчивы в окружающей среде и инактивируются при тепловой обработке. В виде исключения в пищевой промышленности используется биомицин — только в виде биомицинового льда (5 г тетрациклина на 1 т льда). Биомициновый лед используется при перевозке на дальние расстояния рыбы тресковых пород и мяса. Применение хлортетрациклина гидрохлорида для К. продуктов питания в нашей стране не допускается. В СССР временно разрешено применение двух антибиотиков — нистатина и хлортетрациклина гидрохлорида для обработки мясных туш путем орошения их р-рами (хлортетрациклина гидрохлорид — 100 мг и нистатин — 200 мг на 1 л воды). Для обработки некоторых овощных и фруктовых продуктов применяется низин, к к-рому особенно чувствительны стафилококки. Низин обладает способностью снижать устойчивость спор к нагреванию, что способствует более эффективной их инактивации. Антиокислители применяются для предупреждения порчи жиров. В качестве антиокислителей жиров допущены бутилоксианизол, бутилокситолуол и додецилгаллат. В качестве антиокислителей жиров может использоваться аскорбиновая к-та и аскорбил-пальмитат.

Копчение и презервирование

Копчение и презервирование относятся к комбинированным методам К. В основе копчения лежит действие на продукт дыма, обладающего консервирующими свойствами. В коптильном дыму содержится комплекс продуктов возгонки, проявляющий антисептическое действие. Среди продуктов коптильного дыма имеются смолы и некоторые вещества, относимые к канцерогенным. В связи с канцерогенной опасностью в совр, условиях дымовое копчение заменено применением коптильной жидкости, свободной от веществ, обладающих канцерогенными свойствами. Копчение включает комплекс воздействий на пищевой продукт — соление, высушивание, нагревание. Различают горячее (t° 80—140° в течение нескольких час.) и холодное (при t° не выше 40°) копчение. Эти виды копчения применяются гл. обр. при К. рыбы. Рыба горячего копчения относится к скоропортящимся продуктам, срок ее хранения не должен превышать 72 час. Холодному копчению подвергают предварительно засоленную рыбу.

Презервирование представляет собой комплекс воздействий, обеспечивающих сохранность продуктов в герметической таре без признаков порчи в течение нескольких месяцев. В качестве консервирующих факторов при этом используются маринование, соление и пастеризация. Хранение презервов должно производиться при t° 6—8°.

Нек-рую перспективность имеет К. ионизирующим излучением. Этот метод всесторонне изучается во многих странах мира.

Библиография: Гигиена питания, под ред. К. С. Петровского, т. 1, М., 1971; Лобанов Д. И. Технология производства продуктов общественного питания, М., 1967; Петровский К. С. Гигиена питания, М., 1975; Товароведение пищевых продуктов, под ред. Ф. В. Церевитинова, т. 2, 4, М., 1949.

Источник