К какому способу консервирования продуктов относится замораживание
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.
Соленые продукты хорошо сохраняются, при солении появляются специфические вкус и аромат, изменяется структура продукта, однако при солении из продукта вместе с водой частично удаляются растворимые белки, витамины и другие вещества. Поваренной солью консервируют в основном рыбу, рассольные сыры и грибы. Для консервирования применяют соль в концентрации 4–14 %.
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 %.
Сушат плоды, овощи, грибы, молоко, яйца, рыбу.
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.
Консервирование — это обработка пищевых продуктов для увеличения сроков их хранения.
Исходя из биологических принципов, разработанных проф. Я.Я. Никитским, методы консервирования можно разделить на четыре группы:
· принцип биоза — поддержание жизненных процессов и использование естественного иммунитета живых организмов (предубойное содержание скота, птицы, содержание живой товарной рыбы, хранение плодов и овощей;
· принцип анабиоза — подавление жизнедеятельности микроорганизмов и ферментативных процессов самих продуктов в результате: создания модифицированных и регулируемых газовых сред для хранения свежих плодов и овощей, рыбы — наркоанабиоз; применения пониженных температур выше криоскопической (охлаждение) — психороанабиоз; создания в продукте высокого осмотического давления (консервирование солью, сахаром) — осмоанабиоз; удаление из продукта избытка влаги (сушка) — ксероанабиоз;
· принцип ценоанабиоза — изменение микрофлоры продукта в результате различных внешних воздействий (созревание, квашение, брожение);
· принцип абиоза — прекращение жизнедеятельности микроорганизмов, ферментативных процессов в результате действия высоких температур (термоабиоза), применения антисептиков и других химических веществ (химабиоз);
В зависимости от технологической сущности методы консервирования делятся на физические, физико-химические, химические, биохимические, комбинированные.
Физические методы
Консервирование действием низких температур — к этому методу относят охлаждение и замораживание.
Охлаждениеявляется распространенным методом консервирования. Широко применяется для сохранения свежих плодов, овощей, мясных, рыбных и молочных продуктов, яиц. Пищевые продукты при этом методе консервирования охлаждают до температур, близких к 0оС. Охлаждение сохраняет пищевую ценность и органолептические свойства товаров, но не обеспечивает длительной сохранности продуктов (например, сметана — до 72 часов, творожные изделия — до 36 часов; молоко пастеризованное — до 36 часов). Этот метод применяется при транспортировании товара на небольшие расстояния, при условии быстрой реализации в торговой сети.
Замораживание — это метод консервирования, при котором температура продуктов снижается до -8оС и ниже. Замораживание способствует длительному сохранению пищевых продуктов. Сроки хранения замороженных продуктов измеряются месяцами и даже годами. Чем ниже температура, тем быстрее скорость замораживания и выше качество продуктов. Быстрое замораживание сокращает потери массы продукта. При медленном замораживании внутри клетки образуются крупные кристаллы льда, которые повреждают ее и при размораживании происходит потеря клеточного сока.
Замороженные продукты уступают по качеству охлажденным, так как при длительном хранении изменяется их пищевая и вкусовая ценность, а также возможны потери питательных веществ при размораживании.
Консервирование высокими температурами проводят для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов продовольственных товаров. К этому методу относятся пастеризация и стерилизация.
Пастеризацию проводят при температуре ниже 100оС. При таком нагревании погибают микроорганизмы, но споры их сохраняются. Поэтому хотя пастеризация и удлиняет сроки хранения товаров, она не гарантирует их полной сохранности. Пастеризуют квас, молоко, пиво, рыбную икру. При пастеризации пищевая ценность продукта мало изменяется, лишь частично разрушаются витамины и некоторые другие биологически активные вещества.
Стерилизация — более эффективный метод консервирования, чем пастеризация. Стерилизацию проводят при температуре выше 100оС в течение определенного времени (от нескольких секунд — мгновенная стерилизация, до 1 часа) в зависимости от вида продуктов.
Этот способ широко применяют для приготовления различных видов консервов (мясных, рыбных, молочных, овощных), молока. При стерилизации погибают не только микроорганизмы, но и их споры, что удлиняет сроки хранения продуктов (до нескольких лет — консервы). Однако при стерилизации снижается пищевая ценность продукта, изменяется его вкус.
Консервирование ионизирующими излучениями называют холодной стерилизацией или пастеризацией, так как стерилизующий эффект достигается без повышения температуры. Для обработки продовольственных товаров используют б-, в-излучение, рентгеновское излучение, поток ускоренных электронов. Ионизирующая радиация основана на ионизации микроорганизмов, в результате чего они погибают. К консервированию ионизирующими излучениями относится радиационная стерилизация (радаппертизация) продуктов длительного хранения и радуризация пастеризующими дозами. Облучение продуктов проводят в инертных газах, вакууме, с применением окислителей, в условиях низких температур. Недостаток этого метода — изменение химического состава и органолептических свойств. В промышленности этот метод используется для обработки тары, упаковки, помещений.
Консервирование ультразвуком (более 20кГц). Этот метод используют для пастеризации молока, в бродильной и безалкогольной промышленности, для стерилизации консервов.
Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Это облучение лучами с длиной волны 60-400 нм. Особенно губительны УФЛ для патогенных микроорганизмов и гнилостных бактерий. Поэтому УФЛ применяют для обработки поверхности мясных туш, крупных рыб, колбасных изделий, а также для дезинфекции тары, оборудования, камер холодильников и складских помещений.
Использование обеспложивающих фильтров. Сущность данного метода в механическом отделении товара от возбудителей порчи с использованием фильтров с микроскопическими порами, т.е. процесса ультрафильтрации. Этот способ позволяет максимально сохранить пищевую ценность и органолептические свойства товаров и применяется для обработки молока, пива, соков, вина и других жидких продуктов.
Физико-химические методы
Сушка (обезвоживание).Этот древнейший способ консервирования основан на удалении влаги из продуктов, в результате чего микроорганизмы не способны развиваться. Сушат молоко, молочные продукты, рыбу, плоды, овощи, грибы. При сушке продукты значительно теряют в массе, что облегчает их транспортирование и хранение, увеличивается энергетическая ценность товара по сравнению с исходным сырьем. Сушеные продукты имеют большой срок хранения. Но при сушке имеет место ряд нежелательных изменений: окисление липидов и витаминов, ухудшение вкусо-ароматических свойств. Сушка бывает естественная (на солнце и в тени) и искусственная (тепловая, сублимационная, микроволновая). Тепловая сушка осуществляется в сушилках с помощью нагретого до температуры 60-200оС воздуха.
Кондуктивная (контактная сушка) — это соприкосновение продукта с горячей поверхностью барабанов (сушка молока, картофельного пюре).
Сублимационная сушка — разновидность кондуктивного способа, основана на удалении влаги из замороженных продуктов путем возгонки (сублимации) воды, т.е. непосредственного перехода льда в пар, минуя жидкую фазу, в условиях глубокого вакуума.
При сублимационной сушке максимально сохраняются химический состав, пищевая ценность, органолептические свойства продукта, а срок хранения продукта может быть увеличен до 3 лет. Сублимационную сушку применяют для обезвоживания продуктов растительного и животного происхождения.
Радиационная сушка основана на переносе тепла от источника энергии путем электромагнитных колебаний через среду, прозрачную для теплового излучения. Достоинством радиационной обработки является подавление жизнедеятельности многих видов гнилостной микрофлоры и насекомых-вредителей при относительно низких дозах облучения.
Консервирование поваренной солью и сахаром. Метод основан на увеличении концентрации сухих веществ в продукте, что ведет к плазмолизу клеток и гибели микроорганизмов. Необходимый эффект достигается при концентрации сахара 60-65%. Аналогичное действие оказывает поваренная соль в концентрации 10-20%. Товароведение и организация торговли продовольственными товарами: Учебник /Под ред. А.М.Новикова, Т.С.Голубкина. М. — ПрофОборИздат. — 2001. — стр. 44. Консервирование сахаром обычно сочетается с варкой, пастеризацией или стерилизацией, что приводит к разрушению витаминов, ароматических и других веществ.
При посоле пищевая ценность продукта снижается, так как под воздействием соли клеточный сок вытекает, образуя рассол. При посоле некоторых видов рыб происходит их созревание, в результате чего получаются продукты питания с высокими вкусовыми свойствами. Особенность метода консервирования солью и сахаром заключается в том, что он значительно изменяет свойства сырья и в результате образуется продукт с новыми потребительскими свойствами.
Химические методы
Консервирование этиловым спиртом используется при производстве плодово-ягодных соков-полуфабрикатов. При концентрации этилового спирта 12-16% задерживается развитие, а при 18% подавляется жизнедеятельность микрофлоры.
Маринование- повышение кислотности среды при добавлении уксусной кислоты, которая в концентрации 1,2-1,8% подавляет деятельность микроорганизмов, в первую очередь гнилостных. Маринуют плоды, овощи, грибы, рыбу.
Консервирование кислотами (антисептиками)- с применением сернистой кислоты, бензойной кислоты, сорбиновой кислоты (С6Н8О2).
Консервирование продуктов сернистой кислотой, ее солями называется сульфатацией. Сернистая кислота подавляет жизнедеятельность плесеней и бактерий; более устойчивы дрожжи. ту кислоту применяют для консервирования плодов, ягод, овощей, их полуфабрикатов.
Бензойная кислота (С6Н5СООН) подавляет действие дрожжей и плесеней, бактерии более устойчивы. Используют для консервирования плодоовощной, рыбной продукции.
Сорбиновая кислота (С6Н8О2) и ее соли используются для консервирования соков, пюре, маринадов. Эти вещества подавляют жизнедеятельность дрожжей и плесеней, но не действуют на бактерии. Сорбиновая кислота в концентрации 0,1% подавляет действие микроорганизмов сильнее, чем бензойная и сернистая, не изменяя органолептических свойств продукта; в небольших дозах она безвредна для человека. Тимофеева В.А. Товароведение продовольственных товаров. — Ростов н/Д: Изд-во «Феникс». — 2002. —
стр. 40.
Консервирование антибиотикам. Как и антисептики, антибиотики обладают бактерицидным действием. В настоящее время используют: биомицин (применяют для обработки мяса и рыбы; нистатин, действующий на дрожжи и грибы, вызывающие плесневение мяса; низин, задерживающий рост стафилококков, стрептококков и других патогенных микроорганизмов, используют при производстве молочных и плодоовощных консервов.
Консервирование газами. Сущность метода заключается в изменении соотношения кислорода и углекислого газа, в результате чего подавляются жизнедеятельность и развитие микроорганизмов. Эффективно использование газовых сред в сочетании с холодильной обработкой пищевых продуктов, причем сроки хранения при этом увеличиваются в 2-3 раза. Применяют для консервирования овощей, рыбы, мяса, птицы, колбасных изделий.
Биохимические методы Брожение — это метаболический анаэробный процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата служат одновременно и донором, и акцептором водорода. На молочнокислом брожении основано квашение плодов и овощей. Термин «квашение» обычно используют применительно к капусте, «соленые» — к огурцам и томатам; «моченые» — к яблокам, арбузам и ягодам. Спиртовое брожение используется в производстве вина.
Комбинированные методы.
Копчение — это способ консервирования соленого полуфабриката веществами неполного сгорания древесины, содержащимися в дыме или коптильных препаратах. В этом методе сочетается консервирующее действие коптильных веществ, соли, высокой температуры или сушки. Отдельные вещества дыма и поваренная соль улучшают вкус продукта и придают ему запах копчения. Копчение бывает холодным (при температуре 18-40оС) и горячим (60-120оС). Широко используется копчение с применением коптильной жидкости. Преимущество его в том, что сокращаются сроки копчения и создается возможность исключения из коптильного препарата канцерогенных веществ, вредных для организма человека.
Вяление -это консервирование одновременным действием соли и высушивания. Вяление применяют для сохранения рыбы, иногда мяса. Действие соли и небольшого количества влаги подавляют развитие микроорганизмов. При низких температурах вяленые продукты сохраняются до нескольких месяцев.
Концентрирование — применяется при изготовлении сгущенных молочных консервов, концентрированных соков, томато-продуктов. Этот метод заключается в концентрировании сухих веществ за счет частичного удаления влаги. Кроме того, консервирующее действие оказывают добавление сахара, пастеризация или стерилизация, за счет чего концентрированные продовольственные товары сохраняются при температуре 0-15оС до года и более.