Методы консервирования продовольственных товаров

Для продления сроков хранения и сокращения потерь пищевых продуктов используют специальную обработку - консервирование (от лат. conservation - предохранение от разрушения, порчи).

Консервирование позволяет устранить сезонность в потреблении некоторых продуктов, существенно расширить ассортимент продовольственных товаров, повысить степень готовности продуктов к употреблению в пищу.

Действие консервирующих факторов направлено на замедление или прекращение ферментативных процессов, а также на подавление жизнедеятельности или уничтожение микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов.

Методы консервирования в зависимости от природы факторов, оказывающих консервирующее действие, подразделяют на физические, физико-химические, биохимические, химические и комбинированные.

К физическим методам относят консервирование, основанное на действии высоких и низких температур, механическую стерилизацию, обработку продуктов ионизирующими излучениями, ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, токами ультравысокой и сверхвысокой частоты (УВЧ и СВЧ).

Различают два метода высокотемпературной обработки — пастеризацию и стерилизацию.

При пастеризации продукт нагревают до температуры 63-98 °С и выдерживают при этой температуре некоторое время. При такой обработке инактивируются ферменты, погибают вегетативные формы микроорганизмов, но споры остаются в жизнеспособном состоянии и при возникновении благоприятных условий начинают развиваться. Поэтому пастеризованные продукты (молоко, пиво и др.) хранят при пониженных температурах в течение ограниченного периода времени. Пищевая ценность продуктов при пастеризации практически не изменяется. В зависимости от вида и свойств пищевого сырья используют разные режимы пастеризации. Различают длительную (при температуре 63-65 °С в течение 30-40 мин), короткую (при температуре 85-90 °С в течение 0,5-1 мин) и мгновенную пастеризацию (при температуре 98 °С в течение нескольких секунд).

Стерилизация - это нагревание пищевых продуктов при температуре выше 100 °С. При стерилизации погибают не только вегетативные формы микроорганизмов, но и большинство спор

(в ослабленном состоянии остаются только споры термоустойчивых бактерий). Поэтому стерилизованные продукты (консервы, молоко и др.) хорошо сохраняются даже при комнатной температуре. Пищевая ценность стерилизованных продуктов претерпевает существенные изменения, т. к. при высоких температурах разрушаются витамины, белки и другие биологически активные соединения.

Режимы стерилизации зависят от химического состава продукта (в частности, кислотности), его консистенции, вида и размера тары, в которой проводится обработка. Так, например, консервы с высокой кислотностью стерилизуют при более мягких режимах, поскольку содержащиеся в продукте органические кислоты обладают антисептическими свойствами и оказывают дополнительный консервирующий эффект. Чаще всего стерилизацию проводят при температуре 113-120 °С в течение 15-60 мин. Используют также асептическую стерилизацию - кратковременный нагрев (в течение нескольких секунд) до температуры 150 °С, быстрое охлаждение до температуры 30-40 °С и асептический розлив (расфасовку) в стерильную тару.

Пастеризованные и стерилизованные продукты хранят в герметичной упаковке. После вскрытия упаковки продукт теряет способность к длительному хранению, т. к. попадающие из окружающего воздуха микроорганизмы начинают быстро развиваться.

К физическим методам консервирования, основанным на действии низких температур, относят охлаждение и замораживание. Низкотемпературная обработка пищевых продуктов не приводит к необратимой инактивации ферментов и гибели микроорганизмов. Пищевая ценность охлажденных и замороженных продуктов не претерпевает существенных изменений.

Охлаждение - это обработка и хранение пищевых продуктов при температуре, близкой к криоскопической (температуре замерзания клеточного сока). Для большинства продуктов эта температура находится около 0 °С. Охлаждают мясо (от 0 до 4 °С), рыбу (от -1 до 5 °С), молоко и молочные продукты (от 0 до 8 °С), картофель (от 2 до 4 °С), лук и чеснок (от -3 до -1 °С) и другие продукты. При охлаждении ферментативные процессы замедляются, но не прекращаются, снижается, но не останавливается жизнедеятельность микроорганизмов. Продолжительность хранения пищевых продуктов в охлажденном состоянии может варьировать от нескольких часов (для пастеризованного молока, вареных колбас, тортов и пирожных) до 6-10 мес. (для некоторых плодов и овощей).

Разновидностью метода является переохлаждение, которое проводят при более низких температурах, чем охлаждение, но при более высоких, чем замораживание. В переохлажденном состоянии транспортируют на дальние расстояния мясо и рыбу, хранят яйца (при температуре от -1 до -2 °С).

Замораживание - это обработка и хранение пищевых продуктов при температуре -6...-8 °С и ниже. Замороженные продукты сохраняются от нескольких месяцев (плоды и овощи) до года и более (мясо). Качество замороженных продуктов зависит от скорости замораживания и способа размораживания. При быстром замораживании (при температуре -30...-40 °С) в продукте образуются мелкие кристаллы льда, которые равномерно распределяются и не разрушают клеточные стенки (потери клеточного сока при размораживании минимальны). При медленном размораживании при температуре от 0 до 4 °С кристаллы льда оттаивают постепенно, и коллоиды клеток успевают связывать образующуюся влагу. Подобная технология замораживания и размораживания позволяет максимально сохранить качество, в т. ч. пищевую ценность, продукта.

Замораживание осуществляют разными способами:

- с использованием естественного холода (в районах с устойчивой низкой температурой -6...-8 °С и ниже);

- с использованием скороморозильных аппаратов и камер (туннельные, контактные и др.) при температуре -18...-30 °С;

- с использованием метода флюидизации (замораживание в "кипящем" слое) - через слой продукта (ягоды, нарезанные овощи) снизу вверх подается интенсивный поток холодного воздуха, продукт переходит во взвешенное состояние, хорошо перемешивается, быстро отдает тепло, отдельные частицы не слипаются;

- в атмосфере жидкого азота при температуре от -80 до -190 °С и др.

По пищевой ценности замороженные продукты уступают охлажденным.

Механическая стерилизация — это метод консервирования, основанный на использовании обеспложивающих фильтров, размер пор которых меньше, чем размер клеток микроорганизмов. Используется для жидких продуктов: осветленных соков, виноградных вин, пива и др. Достоинством метода является максимальное сохранение пищевой ценности - органолептических свойств, биологически активных веществ.

Консервирование с помощью ионизирующих излучений называют методом холодной стерилизации (пастеризации), т. к. стерильности продукта (упаковки) достигают без повышения температуры. Гибель микроорганизмов наступает в результате изменений в нуклеиновом обмене клетки за счет ионизации атомов и молекул. Метод находится в стадии разработки и используется ограниченно, прежде всего для обработки тары и упаковочных материалов.

Ультрафиолетовое облучение используют для стерилизации поверхности мясных туш, колбасных изделий, для обработки складских помещений. В результате обработки ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 250-280 нм происходит денатурация нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов микроорганизмов.

Ультразвук (звук с колебаниями выше 20 кГц) применяют для консервирования молока, виноградного сусла, обеззараживания воды, стерилизации консервов. Микроорганизмы погибают в результате кавитации- под воздействием звуковой волны в жидкости образуются мелкие разрывы, приводящие к нарушению всех процессов жизнедеятельности клетки.

Консервирование токами ультравысокой и сверхвысокой частоты (УВЧ и СВЧ) основано на быстром (от нескольких секунд до нескольких минут) равномерном прогреве продукта до температуры 100^оС и выше. При таком нагревании хорошо сохраняется пищевая ценность и быстро достигается эффект стерилизации. Метод используется для стерилизации соков, молока, обеззараживания зерна, крупы, муки.

Физико-химические методы консервирования основаны на повышении осмотического давления либо путем обезвоживания

продукта, либо путем повышения концентрации сухих веществ. В условиях высокого осмотического давления, при недостатке или отсутствии свободной воды микроорганизмы прекращают свою жизнедеятельность, а ферменты инактивируются. К физико-химическим методам консервирования относят сушку, концентрирование, консервирование солью (посол) и сахаром.

Сушка - это метод консервирования, основанный на удалении влаги из продукта до остаточного содержания от 3 до 25% (в плодах и ягодах с высоким содержанием сахара, например, в винограде). Сушат плоды, овощи, грибы, мясо, рыбу, молоко и другие продукты. Перед сушкой плоды, овощи и грибы бланшируют паром или сульфитируют (обрабатывают сернистым ангидридом) для инактивации окислительных ферментов, чтобы предотвратить ферментативное потемнение. При высушивании частично улетучиваются ароматические вещества, изменяется цвет и консистенция продукта, разрушаются витамины и другие термолабильные соединения. Высушенные продукты перед использованием проходят, как правило, предварительную подготовку для восстановления первичной структуры.

Сушка бывает естественная и искусственная. Естественная сушка (солнечная или теневая) проводится в летне-осенний период в регионах с высокой среднесуточной температурой воздуха (в Средней Азии, Закавказье и др.). Искусственная сушка бывает:

- конвективная - сушка нагретым воздухом (60-85 °С) в сушильных установках (к недостаткам относят: большую продолжительность процесса, существенное изменение цвета, вкуса и аромата продукта, плохое восстановление структуры);

- контактная - осуществляется путем контакта (соприкосновения) жидкого продукта (молока, картофельного или овощного пюре и др.) с нагретой поверхностью барабана (к недостаткам относят: большие потери ароматических веществ, сильное изменение цвета за счет реакций меланоидинообразования и ка-рамелизации Сахаров);

- распылительная - сушка жидких и жидкообразных продуктов (молока, соков, пюре, яичных продуктов), распыленных с помощью вращающихся дисков и форсунок до мельчайших капель, в сушильной камере горячим воздухом с температурой 140-160 °С (к недостаткам относят: ускорение окислительных процессов за счет большой площади соприкосновения продукта с воздухом);

- в "кипящем" или "виброкипящем" слое - через слой измельченного продукта, находящегося на решетке (сетке), снизу вверх подается интенсивный поток горячего воздуха (иногда в сочетании с вибрацией решетки), продукт переходит во взвешенное состояние, хорошо перемешивается, быстро высушивается (за счет этого хорошо сохраняется структура продукта);

- вакуумная - сушка при сравнительно низких температурах (40-60 °С) в условиях вакуума (хорошо сохраняется пищевая ценность и органолептические свойства);

- сублимационная сушка - сушка быстрозамороженных продуктов в условиях глубокого вакуума, сопровождающаяся сублимацией воды, переходом ее из кристаллического состояния в газообразное, минуя жидкую фазу (хорошо сохраняется пищевая ценность, продукт быстро восстанавливает первоначальные свойства при регидратации), и др. Высушенные продукты хранят от 6 мес. до 2 лет в условиях

низкой относительной влажности воздуха, т. к. они обладают высокой гигроскопичностью.

Концентрирование жидких пищевых продуктов (соков, виноградного сусла, молока, сливок и др.) осуществляют путем выпаривания или вымораживания влаги. Выпаривание влаги проводят в вакуум-аппаратах при температуре 40-60 °С. При вымораживании кристаллы льда удаляют из замороженного при температуре -10...-12 °С продукта методом центрифугирования. Удаление воды при низких температурах позволяет хорошо сохранить пищевую ценность продукта.

Посол, или соление, является широко распространенным методом консервирования. Поваренную соль в концентрациях 8-14% используют для консервирования рыбы, мяса, овощей и других продуктов. Посол бывает: сухой - продукт натирают сухой солью, мокрый - продукт помещают в солевой раствор (рассол, тузлук), а также смешанный, сочетающий первые два способа. В зависимости от температуры, при которой осуществляется посол, он бывает холодный (от -10 до 0 °С), охлажденный (от 0 до 5 °С) и теплый (при 10°С и выше).

За счет диффузионных процессов при посоле изменяется структура продукта, формируются новые вкусовые и ароматические свойства. Пищевая ценность продукта снижается, т. к. клеточный сок с питательными веществам диффундирует в рассол. Часто посол сочетают с другими методами консервирования - сушкой, копчением, охлаждением и др.

Консервирование сахаром используют при производстве варенья, джема, повидла, сиропов и других продуктов. Сахар используют в высокой концентрации (не менее 65%), а метод чаще всего сочетают с тепловой обработкой - стерилизацией или пастеризацией. Не прошедшие тепловой обработки продукты хранят при низких температурах.

Биохимические методы основаны на консервирующем действии веществ, образующихся в результате биохимических реакций. К биохимическим методам относят квашение овощей или мочение плодов и ягод.

Квашение или мочение - это методы, основанные на консервирующем действии молочной кислоты, образующейся и накапливающейся (в концентрации до 1,5%) при молочнокислом брожении, и этилового спирта, образующегося и накапливающегося (в концентрации 0,5-1,8%) при спиртовом брожении. При квашении овощей добавляют поваренную соль в концентрации 2-6% (при мочении плодов - соль и сахар) для выделения клеточного сока, богатого сахаром и являющегося субстратом для развития молочнокислых бактерий. Квашение проводят в две стадии. На первой стадии (стадии ферментации) поддерживают температуру 18-25 °С для интенсивного размножения молочнокислых бактерий. На второй - продукт охлаждают до 0-5 °С и выдерживают при этой температуре для накопления молочной кислоты. Одновременно с накоплением молочной кислоты происходит образование и накопление этилового спирта, который также оказывает консервирующее действие.

Молочная кислота подавляет жизнедеятельность гнилостных бактерий, но не влияет на развитие уксуснокислых бактерий и плесеней, поэтому квашеные и моченые продукты хранят при пониженной температуре (от 0 до 2 °С) в анаэробных условиях.

Химические методы консервирования основаны на бактерицидном действии химических веществ (консервантов).

В качестве консервантов используют органические кислоты (уксусную, сорбиновую, бензойную, сернистую и др.) и их соли, антибиотики (низин, натамицин), этиловый спирт (в концентрации 15-18%), другие разрешенные к применению вещества (уротропин, юглон, дифенил, сантохин и др.). Так, например, консервирование уксусной кислотой (в концентрации 1,2-1,8%) называется маринованием. Этот способ используется для консервирования плодов, овощей, грибов, рыбы и других продуктов. Сорбиновую кислоту и сорбат натрия широко используют в качестве консервантов при изготовлении тортов, пирожных, безалкогольных напитков. Сульфитацию (обработку сернистой кислотой, ее солями и сернистым ангидридом) применяют при консервировании плодов и овощей, производстве виноградных вин, для дезинфекции тары и оборудования. Этиловым спиртом консервируют плодово-ягодные полуфабрикаты (спиртованных соков, морсов, настоев). Антибиотики применяют для обработки мяса и рыбы, транспортируемых на дальние расстояния.

Перечень, разрешенных к применению консервантов, регламентирован СанПиН 2.3.2.1078-01.

Комбинированные методы консервирования основаны на совместном действии нескольких консервирующих факторов. К этим методам можно отнести копчение, вяление, изготовление пресервов и др.

Копчение - это обработка продукта (мяса, рыбы, сыров и др.) коптильными веществами дыма (дымовое копчение) или коптильной жидкости (жидкостное копчение). В этом методе сочетается консервирующее действие коптильных веществ, которые обладают бактерицидными свойствами, соли, которую используют для обработки продукта перед копчением, и обезвоживания (при холодном копчении) или действия высоких температур (при горячем копчении). Копченый продукт приобретает новые органолептические свойства и становится готовым к употреблению в пищу. Существуют разные методы копчения:

- холодное - копчение при температуре не выше 40 °С в течение нескольких суток (используют при производстве сырокопченых изделий из мяса и рыбы);

- полугорячее - копчение при температуре 50-80 °С в течение нескольких часов (используют при производстве копченой рыбы и вареных колбас);

- горячее - копчение при температуре выше 80 °С от 30 мин до 3 ч (в зависимости от вида сырья и его объема или размера);

- электростатическое - копчение ионизированным дымом в электрическом поле высокого напряжения в течение 2-5 мин;

- жидкостное (бездымное) - копчение путем введения в продукт и (или) нанесения на его поверхность коптильных препаратов (жидкостей);

- смешанное (комбинированное) - копчение, основанное на сочетании дымового и жидкостного способов.

Продукты холодного копчения хранятся дольше по сравнению с продуктами горячего копчения, т. к. содержат больше соли и меньше влаги.

Вяление - это метод, сочетающий консервирующее действие ультрафиолетовых лучей, соли и обезвоживания (сушки). Вяление используют в основном при консервировании рыбы, иногда - мяса. Обезвоживание подсоленного продукта до остаточной влажности 38-47% проводят в естественных условиях - на открытом воздухе в регионах с устойчивой высокой среднесуточной температурой. Вяленые продукты сохраняются меньший период времени по сравнению с сушеными, но имеют более мягкую и сочную консистенцию.

Пресервы представляют особый вид консервированной рыбной продукции, герметично укупоренной, но нестерилизованной. При изготовлении пресервов используют уксусную кислоту (маринование), соль, пряности, фитонциды которых обладают бактерицидным действием, иногда в пресервы добавляют бензоат натрия. Совместное действие перечисленных компонентов создает комбинированный консервирующий эффект, что позволяет хранить пресервы в охлажденном состоянии (от 0 до 4 °С) в течение 2-4 мес.

Методы консервирования являются одним из наиболее важных факторов, позволяющих предупредить возникновение и свести к минимуму потери продовольственных товаров.