Способы консервирования

В основе современных способов переработки плодов и овощей лежит комплекс факторов воздействия, направленных на регули­рование микробиологических и биохимических процессов, проте­кающих в плодоовощном сырье.

В зависимости от способов воздействия на плодоовощное сы­рье и происходящих в нем процессов способы переработки услов­но делят на следующие группы: биохимические — квашение, со­ление, мочение, производство плодово-ягодных и виноградных вин; химические — консервирование веществами антисептическо­го действия (сернистой, бензойной и сорбиновой кислотами, пропионатами, спиртом и др.) и маринование; физические — тер­мостерилизация (при производстве консервов), сушка, заморажи­вание, лучевая стерилизация и др.; физико-механические — обес­пложивающая фильтрация и физико-химические — консервиро­вание сахаром и солью.

Биохимические методы (квашение, соление, мочение). Это по­вышение кислотности среды главным образом за счет образования молочной кислоты (основного консервирующего агента), которая образуется в результате направленного культивирования опреде­ленных групп микроорганизмов. Плоды и овощи содержат доста­точное количество углеводов в легкодоступной форме и все необ­ходимые биологически активные вещества для развития комплек­са молочнокислых бактерий, повышающих кислотность продук­ции до уровня, препятствующего развитию гнилостных бактерий, дрожжей и плесеней. Дополнительно при квашении и солении вносят осмофильный агент — поваренную соль, вызывающую плазмолиз клеток, диффузию клеточного сока в рассол и препят­ствующую развитию гнилостных микроорганизмов на первых эта­пах брожения.

Химические методы. К ним относятся маринование и химичес­кая стерилизация.

Маринование — повышение кислотности среды в продукции за счет введения уксусной кислоты. Жизнедеятельность каждого вида микроорганизмов возможна лишь в определенных границах рН среды, выше и ниже которых она угнетается. Для большинства плесневых грибов и дрожжей наиболее благоприятна слабокислая среда с рН 5...6. Большинство бактерий лучше растет в зоне рН 6, 8...7, 3, т. е. в нейтральной или слабощелочной среде. Губитель­ное действие на микроорганизмы некоторых органических кис­лот, в том числе уксусной, может быть обусловлено не только не­благоприятной концентрацией водородных ионов, но и токсично­стью недиссоциированных молекул кислоты.

Зная отношение микроорганизмов к кислотности среды и регу­лируя ее, можно подавлять или стимулировать развитие микро­флоры, что имеет практическое значение. Неблагоприятное дей­ствие кислой среды на гнилостные бактерии положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном виде.

Консервирующее действие только в результате повышения кислотности достигается при производстве острых маринадов, со­держащих не менее 1, 5...1, 8 % уксусной кислоты. Если необходи­мо получить менее острые маринады, слабокислые (0, 4...0, 6 % ук­сусной кислоты) или кислые (0, 61...0, 90 %), применяют дополни­тельное консервирующее воздействие высокими температурами (пастеризация или стерилизация).

Химическое консервирование предусматривает применение хи­мических веществ, обладающих в той или иной степени бактери­цидными и фунгицидными свойствами, для предотвращения раз­вития микроорганизмов в плодоовощных продуктах.

Физические методы. К ним относят: замораживание, сушку, термостерилизацию, ультрафиолетовые лучи, ультразвук, элект­рический ток высокой и сверхвысокой частоты.

Замораживание применяют как для хранения сырья с целью последующего его консервирования, так и как самостоятельный способ консервирования. Возможно быстрое замораживание только таких продуктов, биологические, химические и физичес­кие свойства которых при замораживании существенно не изме­няются. Пригодность сырья к замораживанию желательно предва­рительно проверить.

Консервирующее действие замораживания основано на том, что при температуре ниже —10 °С микроорганизмы не могут раз раз­виваться. Даже психрофильные микробы, которые еще размножа­ются при температуре около —5°С, не могут при более низких температурах продолжать свою деятельность, и их обмен веществ практически прекращается. Замороженные плодоовощные про­дукты могут сохраняться в течение длительного времени, но нуж­даются в специальных условиях хранения и транспортирования на всех этапах единой холодильной цепи.

Сушка — консервирование плодоовощной продукции в резуль­тате частичного или полного обезвоживания. Сушка плодов и ово­щей относится к самым старым методам консервирования. Она основана на ограничении роста и развития микроорганизмов пу­тем снижения содержания влаги или ее доступности (активности воды) в перерабатываемом сырье. Ряд растительных продуктов, например зерно или орехоплодные, уже при уборке содержат не­большое количество влаги и поэтому способны к длительному хранению. В клетках большинства микроорганизмов содержится до 75...85 % воды; с водой поступают питательные вещества в клетку и удаляются из нее продукты жизнедеятельности. С пони­жением влажности субстрата интенсивность размножения микро­бов падает, а при удалении из продукта влаги ниже необходимого для микробов уровня их размножение прекращается. Для микро­организмов имеет значение не абсолютное значение, а доступ­ность содержащейся в субстрате влаги, которую называют «водная активность, или активность воды». Понятие активности воды было введено в 1953 г. (В. И. Скотт) и характеризует отношение давления водяного пара в пограничном слое над продуктом к дав­лению водяного пара над чистой водой при одной и той же темпе­ратуре.

Рост микроорганизмов наблюдается при значениях активности воды от близких к 1 до 0, 65...0, 617. Оптимальное значение 0, 99—0, 98; примерно в этих пределах находится активность воды скоропортящихся пищевых продуктов (мясо, рыба, плоды и ово­щи). Большинство бактерий не развивается при активности воды субстрата ниже 0, 94...0, 90. Для дрожжей предельное значение 0, 88...0, 85, а для плесеней — 0, 8. Однако некоторые дрожжи и пле­сени (преимущественно виды рода АзрещШш) растут, хотя и мед­ленно, при активности воды 0, 75...0, 62. Продукты, у которых ак­тивность воды менее 0, 7, могут длительно сохраняться без мик­робной порчи. В связи с этим овощи сушат до остаточной влажно­сти 10...12%, а плоды —до 18...25%. Из-за более высокого содержания кислот плоды более пригодны для сушки, чем овощи. Сушка до более низкой влажности, например картофеля и овощей до 6...8 %, обеспечивает лучшую сохраняемость, но требует приме­нения герметичной тары и больших затрат энергии.

Термостерилизация основана на действии высоких температур, при которых прекращается жизнедеятельность клеток микроорга­низмов и сырья. Продукты, полученные методом термической об­работки в герметичной таре, принято называть консервами. В та­ком виде продукты могут сохраняться длительное время.

В результате тепловой стерилизации продукции в ней происхо дят необратимые процессы коагуляции белка, изменения в прото­плазме клеток, разрыв клеточной оболочки и наступает полная ги­бель растительных и микробных клеток. Тепловая обработка приво­дит к инактивации ферментного комплекса сырья, вследствие чего в растительных тканях прекращаются биохимические процессы.

Ультрафиолетовые лучи (УФ) (лучевая стерилизация) обладают высокой энергией и вызывают фотохимические изменения в по­глощающих их молекулах субстрата и клетках микроорганизмов. Наибольшим бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 250...260нм. Эффективность воздействия УФ-лучей на микроорганизмы зависит от дозы облучения. УФ-облучение реко­мендуют использовать для дезинфекции воздуха холодильных ка­мер, производственных помещений, в технологическом процессе при асептическом консервировании, для предотвращения инфи­цирования извне при розливе, фасовании и упаковке пищевых продуктов; для обеззараживания тары и упаковочных материалов. Для стерилизации плодоовощных консервов его не применяют из-за низкой проникающей способности лучей. Считают возмож­ным применение УФ-лучей при стерилизации плодоовощных со­ков и вин в тонком слое.

Ультразвук (УЗ) — это механические колебания с частотами бо­лее 20 кГц (более 2000 колебаний в 1 с), которые находятся за пре­делом слышимости человека. УЗ-волны могут распространяться в твердых, жидких и газообразных средах и обладают большой меха­нической энергией. С помощью УЗ можно вызвать распад высо­комолекулярных соединений, коагуляцию белков, инактивацию ферментов, разрушать частично или полностью многоклеточные и одноклеточные организмы, в том числе и микроорганизмы.

УЗ находит все большее применение в различных отраслях промышленности, в том числе и в пищевой. Разработаны установ­ки для мойки и стерилизации стеклянной тары, предложены тех­нологии по стерилизации воды, жидких пищевых продуктов, в том числе соков и вин.

Электрический ток высокой (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ) — один из видов тепловой стерилизации. Прохождение ко­ротких и ультракоротких электромагнитных волн через среду вы­зывает в ней появление переменных токов высокой и сверхвысо­кой частот. В электромагнитном поле электрическая энергия пре­образуется в тепловую.

ВЧ-обработку для стерилизации консервов проводят при ра­диочастотном диапазоне 20...30 МГц. Более эффективен сверхчас­тотный нагрев при частоте 2400 МГц, при котором можно прово­дить непрерывную стерилизацию в потоке. При СВЧ-обработке физические свойства продукта, размеры банки и другие парамет­ры стерилизуемой продукции мало влияют на режим генератора микроволновой энергии. Благодаря специфическим особенностям этого способа стерилизации его применение перспективно для термической обработки плодово-ягодных консервов. По сравне­нию с обычной паровой стерилизацией значительно сокращается время нагревания (1...3 мин) и лучше сохраняются потребительс­кие свойства готового продукта: аромат, вкус, консистенция, цвет и пищевая ценность. Внедрение указанных видов обработки сдер­живается из-за сложности оборудования и контроля температур­ных параметров технологического процесса. Механизм воздей­ствия на микрофлору ВЧ- или СВЧ-энергии до конца не изучен. Гибель клетки наступает в результате теплового эффекта, но неко­торые ученые считают, что существует специфическое воздей­ствие электромагнитных волн. Для каждого вида продукта должны быть разработаны свои режимы стерилизации, так как микрофло­ра по составу и чувствительности сильно различается.

Физико-механический способ (обеспложивающая стерилиза­ция). Этот метод основан на пропускании под давлением жидкого продукта через фильтры, размер пор которых меньше размера клеток микроорганизмов. Следовательно, происходит механичес­кое отделение клеток микроорганизмов. Отсутствие тепловой об­работки позволяет максимально сохранить все биологически ак­тивные вещества. Однако при использовании бестемпературной стерилизации в продукте остаются активные комплексы фермен­тов, которые влияют на его цвет, вкус и аромат при хранении. Поэтому продукт перед стерилизацией все равно подвергают об­работке, направленной на инактивацию ферментов.

Физико-химический способ (консервирование сахаром или со­лью). Консервирование происходит в результате повышения ос­мотического давления субстрата. В природе микроорганизмы встречаются в субстратах с разным содержанием растворенных ве­ществ, следовательно, и с разным осмотическим давлением. Мнот гие микроорганизмы чувствительны даже к небольшому повыше­нию концентрации среды. Увеличение концентрации среды выше определенного предела вызывает обезвоживание клеток, при этом поступление в них питательных веществ приостанавливается. В таком состоянии одни микроорганизмы могут длительно сохра­няться, другие же быстро погибают. Производство варенья, дже­ма, повидла и цукатов, засоленной зелени основано на способнос­ти сахара и соли повышать осмотическое давление в клетках, что приводит к плазмолизу растительных тканей и частичной гибели

микроорганизмов.

Микроорганизмы, устойчивые к высоким концентрациям су­хих веществ в субстрате, обычно переходят в анаболитическое со­стояние и теряют способность к размножению. Однако при хране­нии указанных видов продуктов они могут и заплесневеть, и заб­родить за счет развития осмофильных дрожжей и плесеней. По­этому наиболее эффективно комбинированное консервирование путем применения осмофильного воздействия сахара и температу­ры (пастеризации).

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ПЕРЕРАБОТАННЫХ ПРОДУКТОВ

Качество сырья. Консервные заводы для переработки должны использовать сырье, выращенное в местных и близлежащих хо­зяйствах, так как при транспортировании качество его снижается, увеличивается содержание отходов, ухудшаются технологические свойства.

Качество плодоовощного сырья должно соответствовать требо­ваниям стандартов или технических условий, которые разработа­ны на все виды выращиваемого и заготовляемого сырья. Техноло­гическими инструкциями по производству консервов на каждый вид продукции предусмотрены нормы расхода сырья и нормы от­ходов, полученные на основании расчетов, предусматривающих поступление на переработку только стандартного сырья.

При использовании сырья, не отвечающего технологическим требованиям, повышается количество отходов и снижаются потре­бительские свойства готовой продукции. Сырье, поступающее на переработку, принимают только при наличии сертификата соответ­ствия, подтверждающего безопасность основного и вспомогательно­го сырья по допустимому уровню ксенобиотиков (нитратов, пести­цидов, тяжелых металлов и микотоксинов), регламентированных нормативным документом, СанПиН 2.3.2.1078—01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».

Влияние сорта. Сорта плодов и овощей для переработки подби­рают индивидуально для каждой местности в зависимости от кли­матических особенностей и почвенных условий, а также вида про­дукции, для производства которой они предназначены.

Для характеристики сорта изучают его агробиологические и технологические показатели. Наиболее важные агробиологичес­кие характеристики — урожайность, товарность, засухо- и морозо­устойчивость, устойчивость к заболеваниям, сельскохозяйствен­ным вредителям, скороспелость, равномерность созревания уро­жая и пригодность к механизированной уборке.

Для удлинения сезона работы перерабатывающего предприя­тия рекомендуется использовать сорта с разным вегетационным периодом (ранние, средние и поздние). К технологическим пока­зателям качества, определяющим пригодность сырья для перера­ботки, относятся цвет и устойчивость его при переработке сырья, размер, форма, индекс формы, средняя масса, сопротивляемость растрескиванию, устойчивость к механическим повреждениям, лежкоспособность, соотношение частей (кожицы, мякоти и се­мян), а также специфические признаки, определяемые в зависи­мости от вида производимой продукции. В технологических инст­рукциях по производству консервов обязательно указывают требо­вания к сырью и при необходимости рекомендуемые сорта для производства конкретного вида продукции.

Обязательными показателями при приемке сырья на перера­ботку являются показатели химического состава, которые регла­ментированы для конкретных видов плодов и овощей с учетом требований к качеству готовой продукции. Например, при произ­водстве натуральных плодовых консервов рекомендуют сорта с рН 4, 0 и меньше.

При производстве плодоовощных консервов важен и такой по­казатель, как массовая доля сухих веществ. Так, в технологической инструкции по производству плодово-ягодных соков, пюре, по­видла, джемов, концентрированных томатопродуктов и других указывают рекомендуемые для переработки сорта и минимальное содержание в них сухих веществ.

Для некоторых видов консервов в технологической инструкции регламентируется не сорт, а конкретный показатель сорта. Напри­мер, при производстве консервированных компотов, где потреби­тельские свойства определяются привлекательностью внешнего вида, предъявляют требования к сырью по максимально допусти­мому поперечному диаметру плода, при производстве консервов из корнеплодов — форме, размеру и консистенции, так как имен­но эти показатели определяют эффективность проведения таких технологических операций, как мойка и резка.

Правильный выбор сорта во многом будет определять потреби­тельские свойства, пищевую ценность готовой продукции и рен­табельность производства.

Степень зрелости сырья. Созревание плодов и овощей характе­ризуется непрерывным изменением строения и химического со­става растительной ткани, формы и размера. В процессе созрева­ния в плодах появляются и развиваются семена, накапливаются красящие и ароматические вещества, ткань становится менее гру­бой, более сочной. При перезревании ткань становится дряблой, имеет низкую сокоотдачу, снижаются вкусовые свойства. Поэтому степень зрелости — важный технологический показатель, который определяет консистенцию консервированных продуктов, выход и органолептические характеристики. Различают зрелость биологи­ческую (определяемую наличием зрелых семян), потребительскую (при которой сырье наиболее пригодно для непосредственного употребления в пищу) и техническую, или консервную (обеспечи­вающую наилучшее качество изготовляемых консервов). Практи­чески во всех технологических инструкциях оговаривают степень зрелости сырья.

Особое значение этот показатель приобретает при производ­стве консервов из зеленого горошка, фасоли стручковой, кукуру­зы сахарной, томатов и др. Например, при производстве консер­вов из зеленого горошка можно использовать только мозговые сорта в молочной стадии зрелости. При приемке сырья в зависи­мости от степени зрелости зерна зеленый горошек подразделяют на три сорта: высший, первый и второй, из него вырабатывают ся при большинстве видов обработки продуктов. Афлатоксины оказывают острое или хроническое токсическое действие на боль­шинство видов животных и на человека. В первую очередь пора­жается печень, затем нарушаются функции нервной системы, со­провождающиеся судорогой, параличом, атаксией.