Тема. Консервування продуктів суть, значення, методи.

Консервування – обробка харчових продуктів, призначених для зберігання, з метою попередження псування, що викликається мікроорганізмами. В основі різних методів консервування харчових продуктів лежать фактори, вплив яких призводить або до знищення мікроорганізмів, або до тимчасового припинення їх життєдіяльності, або до придушення активності ферментів у швидкопсувних продуктах рослинного, тваринного походження.

Методи консервування

• Фізичний
• Фізико-хімічний
• Хімічний
• Біохімічний

Фізичний – застосовують низькі і високі температури, променеву енергію, ультразвук, механічну стерилізацію.

             Дія низької температури є основою таких методів консервування, як заморожування і охолоджування.

            Заморожування харчових продуктів базується на тому, що більшість мікроорганізмів чутлива до дії низьких температур, а при -18 ° С і нижче розвиток мікроорганізмів припиняється, зменшуються також активність ферментів і пов’язані з цим фізико-хімічні процеси в тканинах. Велике значення при цьому має швидкість заморожування. При повільному заморожування вода з клітин поступово переходить у міжклітинний простір, утворюючи великі кристали льоду і пошкоджуючи самі клітини. Якщо заморожування продукту відбувається швидко, вода не встигає вийти в міжклітинний простір, кристали льоду виходять дрібні і тканини продукту не пошкоджуються. Тому рекомендується заморожування робити швидко, розміщуючи продукт у спеціальні камери з температурою нижче -18 ° С, а розморожування – повільно. При цьому рідина, яка звільнилася під час танення льоду, назад всмоктується в клітини тканин, зберігаючи поживні речовини: білки, мінеральні солі, вітаміни. Заморожування з гігієнічної точки зору є найкращим методом консервування. Заморожені продукти можуть зберігатися протягом декількох років. Заморожуванням консервують такі харчові продукти, як м’ясо, риба, меланж та ін Продукти, що підлягають заморожування, повинні бути доброякісними, без ознак псування.
           Під охолодженням розуміють зберігання продуктів при температурі, близької до Про ° С. Охолодження застосовується для зберігання продуктів, які містять велику кількість вологи: фруктів, овочів, молока. Охолоджений продукт зберігає свої первинні властивості протягом декількох днів. Дія високої температури (60 ° С і вище) викликає коагуляцію цитоплазма клітин мікроорганізмів. Оскільки цей процес необоротний, то в результаті мікроорганізм стає нежиттєздатним. Вегетативні форми мікроорганізмів миттєво реагують на високу температуру. Більш стійкі до високої температури спороутворюючі мікроорганізми, так як вода в їх клітинах перебуває у зв’язаному стані і не відбувається коагуляція білків. Проте життєздатність суперечка під дією високої температури знижується.

             Найбільш поширеними методами консервування з використанням високої температури є стерилізація і пастеризація.
             При стерилізації харчових продуктів герметично закритій продукт (м’ясо, риба, овочі) нагрівається в автоклаві при температурі 112-120 ° С. При цьому руйнуються ферменти, а мікроорганізми і їх спори гинуть. Різновидом стерилізації є запропонований у Німеччині метод уперізаціі, що застосовується для консервування молока при нагріванні його до 150 ° С протягом 3 / 4 с, після чого молоко охолоджують. При такій обробці багато вітамінів зберігаються. Механічна стерилізація – фільтрування рідких продуктів (фруктових соків) через спеціальні фільтри, які затримують мікроорганізми.

             Пастеризацію продуктів (соки, маринади, вина) проводять при температурі 63-85 ° С, у результаті чого знищуються вегетативні форми мікроорганізмів. Застосовується тривала, або низька, пастеризація, коли продукт нагрівають при температурі 63-65 ° С протягом 30 хв, і короткочасна, або висока, пастеризація. При цьому продукт нагрівають до 80 ° С і вище протягом декількох хвилин. Може застосовуватися моментальна пастеризація при тій же температурі, але протягом кількох секунд. Пастеризацію продуктів (соки, маринади, вина) проводять при температурі 63-85 ° С, у результаті чого знищуються вегетативні форми мікроорганізмів. Застосовується тривала, або низька, пастеризація, коли продукт нагрівають при температурі 63-65 ° С протягом 30 хв, і короткочасна, або висока, пастеризація. При цьому продукт нагрівають до 80 ° С і вище протягом декількох хвилин. Може застосовуватися моментальна пастеризація при тій же температурі, але протягом кількох секунд.
              Продукти стерилізують також електричним струмом надвисокої частоти і ультразвуком. Бактерицидними властивостями володіють ультрафіолетові промені, якими стерилізують поверхні продуктів, води, повітря, тари і обладнання. Ультразвук руйнує мікроорганізми і їх спори. Опромінення іонізуючою радіацією можна використовувати для затримки проростання картоплі, цибулі при зберіганні т. д. Цей метод знаходиться в стадії розробки.

Фізико-хімічні методи – це консервування продуктів кухонною сіллю, цукром і сушкою.

           Зневоднення продуктів, або сушка, грунтується на тому, що з продукту видаляється волога. Видалення вологи до 8 – 15% сприяє придушення життєдіяльності та розмноження мікроорганізмів. При цьому припиняється обмін речовин між клітиною мікроорганізму і харчовими продуктами – джерелами поживних речовин. Зневоднення застосовується для консервування молока і молочних продуктів (сухе молоко, вершки), овочів, фруктів, риби і напівфабрикатів (супи-і каші-концентрати).
Сублімація поєднує в собі заморожування і зневоднення. Це особливий метод висушування замороженого продукту у вакуумі. У субліматор створюється вакуум до 0,67 кПа (5 мм рт. Ст.). Спочатку продукт заморожують до -18 (-20) ° С, а потім нагрівають до 30-40 ° С. При цьому лід переходить в пару, минаючи рідкий стан. Після сублімації сушіння в продукті міститься 5% вологи. Продукти сублімації сушіння мають широке застосування в раціоні космонавтів.

            Існує природна та штучна сушка. Сушать природним способом абрикоси, виноград та інші плоди. Штучна сушка продуктів здійснюється в спеціальних сушильних камерах і апаратах. Відомо багато способів сушіння: нагрітим до 80-120 °С повітрям (конвективна, розпилювальна), гарячою поверхнею (вальцева сушка), сублімаційна, вакуумна, мікрохвильова та інші види. Вакуумна сушка характеризується тим, що продукт висушується без доступу повітря при порівняно низькій температурі (40-60 °С), завдяки чому добре зберігаються первинні властивості продукту. Мікрохвильова сушка проводиться з використанням енергії надвисокої частоти (НВЧ); процес сушіння при цьому прискорюється, продукти набувають пористу структуру, збільшуються в об'ємі.

             Консервування сушінням має свої переваги і недоліки. Переваги полягають у тому, що сушені продукти добре зберігаються, зручні для транспортування, володіють більш високою калорійністю. До недоліків сушіння варто віднести зміна фізичного стану продукту (зовнішнього виду, форми, обсягу, щільності), втрати вітамінів, ароматичних і смакових речовин. Розміри втрат, а отже, і поживна цінність продуктів багато в чому залежать від виду застосовуваної сушіння. Найбільш значні втрати спостерігаються в продуктах при сонячному сушінні, сушінні гарячою поверхнею і нагрітим повітрям.

            Консервування сіллю застосовують для придушення або припинення життєдіяльності мікроорганізмів внаслідок підвищення осмотичного тиску в продукті при додаванні в нього кухонної солі. Високий осмотичний тиск викликає зневоднення і плазмолиз мікробної клітини. Консервуючий ефект залежить від концентрації клітини.

При солінні відбувається часткова втрата поживних речовин продукту, які разом з водою переходять у розсіл, змінюються смакові властивості. Деякі види риби (оселедцеві, лососеві) в результаті витримки при посолі набувають особливі смакові достоїнства.

            Консервування цукром також базується на підвищенні осмотичного тиску, що забезпечує придушення розвитку мікроорганізмів в продукті при додаванні в нього цукру. Консервуючий дію цукру слабкіше, ніж солі, тому консервацію цукром часто поєднують з пастеризацією або стерилізацією продукту в герметичній тарі, а також варінням. Цим способам готують варення, джем, повидло, цукати. Продукти, консервовані цукром, мають більш високу калорійність у порівнянні з вихідною сировиною, однак при нагріванні можливі втрати вітамінів та ароматичних речовин.

Хімічні методи.

1. Консервування етиловим спиртом (засноване на згубну дію спирту на мікроорганізми). У концентраціях 12– 16% етиловий спирт уповільнює розвиток мікрофлори, а при 18% повністю пригнічує. Етиловий спирт використовується як консервант при виробництві напівфабрикатів плодово-ягідних соків, обумовлює тривале зберігання вина та інших алкогольних напоїв.

2. Маринування (заснований на придушенні життєдіяльності мікроорганізмів оцтовою кислотою, яка так само, як і молочна, підвищує активну кислотність середовища). Оцтову кислоту в кількості від 0,6 до 1,2% додають при маринуванні плодів, овочів, риби, грибів. Невелика концентрація кислоти не може повністю гарантувати захист продукту від псування в процесі зберігання. Тому плоди і овочі, мариновані невеликою кількістю оцтової кислоти, піддають пастеризації або стерилізації, маринування риби поєднують з солінням. Більш висока концентрація оцтової кислоти погіршує смак продукту і небезвредна для організму людини.

3. Крім перерахованих кислот, з метою консервування використовують сорбінову, лимонну, бензойну кислоти і їх солі. Найбільш перспективною з них є сорбінова кислота, яка має бактерицидну дію по відношенню до дріжджам і цвілевим грибів. На відміну від інших хімічних консервантів сорбінова кислота не чинить шкідливого впливу на організм людини і не надає продуктам будь-якого присмаку і запаху. Сорбінову кислоту та її солі застосовують для консервації фруктових пюре, соків, томатопродуктов та ін. Відомо багато інших хімічних речовин, які знаходять застосування для подовження термінів зберігання харчових продуктів. До таких речовин відносять метабісульфіт калію, сірчистий газ, уротропін, борну кислоту і т. д.

              Розробники биоконсервантов зіткнулися з серйозною трудністю. У зв'язку з підвищенням вартості металевої тари в даний час стало можливим використання полімерної тари для консервування харчових продуктів. Але недоліком цього виду матеріалу є зниження термінів придатності продукту. Тому вдаються до різних консервантам, які можуть впливати на організм людини несприятливу дію. Серед сучасних і досить безпечних консервантів слід виділити препарати природного походження. До препаратів природного походження відносяться продукти з додаванням біфідум– і лактобактерій. Також використовуються лактококи, що володіють корисними для людини властивостями. Представником цієї групи є низин – антимікробна речовина природного походження. У цьому його відмінність від традиційних і зовсім не нешкідливих оцтової, бензойної, сорбінової кислот. Він є єдиним антибіотиком, допущеним органами охорони здоров'я до широкого застосування в харчовій промисловості. Враховуючи потребу в якісних консервах з високими органолептичними показниками, харчова промисловість, особливо консервна галузь, починають впроваджувати биоконсерванты, які мають високу споживчу цінність. Комбіновані способи консервування. Знаходять широке застосування у виробництві та зберіганні харчових продуктів. До них відносять, наприклад, копчення риби, м'ясних виробів. Консервуючими факторами при копченні є хімічні речовини, що переходять у продукт із диму або коптильної рідини, часткове зневоднення продукту, а також кухонна сіль. Товари холодного копчення може зберігатися при звичайній температурі кілька місяців. До комбінованих методів варто також віднести в'ялення риби (соління поєднується з підсушуванням), отримання молочних консервів (згущення поєднується з цукром або стерилізацією). Комбіновані методи консервування часто дають позитивні результати для збереження харчових достоїнств продукту і підвищення стійкості до зберігання.

Біохімічні методи консервації.

Ці методи засновані на придушенні дії мікроорганізмів і ферментів шляхом додавання консервуючих речовин у продукти або утворення їх в результаті біохімічних (ферментативних) процесів. Типовим прикладом біохімічного способу консервування є квашення. Квашення засноване на консервуючій  дії молочної кислоти, що утворюється внаслідок молочнокислого бродіння сахарози  продукту. Накопичена молочна кислота, змінюючи кислотність середовища, пригнічує діяльність гнильних мікроорганізмів, чим і пояснюється хороша зберігання квашених продуктів в охолоджених приміщеннях. Одночасно з утворенням молочної кислоти, накопичується етиловий спирт, який також надає консервуючий дію. Квашення застосовують для консервування овочів (квашена капуста, солоні огірки, томати та ін.), плодів, грибів. Квашення, соління і мочіння – це різні назви одного й того ж способу консервування. Сіль додається в продукти при квашенні, виконує роль смакового компонента, сприяє виділення клітинного соку, що містить цукор, а також сприятливо впливає на розвиток молочнокислих бактерій на першій стадії бродіння. Перевага квашення складається в тому, що воно дозволяє отримувати продукт з іншими смаковими властивостями, а також зберігати значну кількість вітаміну С.