Какие газы используют при снижении окисления продукта
Вы здесь
Антиокислители (антиоксиданты) защищают жиры и жиросодержащие продукты от прогоркания, предохраняют фрукты, овощи и продукты их переработки от потемнения, замедляют ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. Хранение продуктов питания в атмосфере защитных газов (вместо воздуха) предохраняет их не только от окисления и ферментативного побурения, но и от микробиологической порчи. В результате сроки хранения этих продуктов увеличиваются в несколько раз. Антиоксиданты и защитная атмосфера не могут компенсировать низкое качество сырья, грубое нарушение правил промышленной санитарии и технологических режимов. Если концентрация пероксидов или свободных кислот в продукте выше нормы, а тем более если изменились запах, вкус или цвет продукта, то антиоксиданты и упаковка в инертной атмосфере уже бесполезны.
Общие сведения Пищевые продукты в процессе получения, переработки и хранения подвергаются окислению кислородом воздуха. При этом в них накапливаются токсичные вещества, снижается их биологическая ценность и ухудшаются органолептические свойства. Склонность пищевых продуктов к окислению приводит к уменьшению сроков их хранения. В качестве критериев степени окисленности пищевых продуктов используют два показателя — перекисное и кислотное числа. Первичными продуктами окисления являются перекиси, которые затем превращаются во вторичные продукты — альдегиды, кетоны, кислоты. Содержание первичных продуктов окисления выражают перекисным числом (ПЧ), которое определяют йодометрически и измеряют в миллимолях кислорода на 1 кг продукта. Показателем содержания вторичных продуктов окисления служит кислотное число (КЧ). Его значение определяют алкалиметрически и измеряют в миллиграммах КОН на 1 г продукта. В процессе окисления первым из этих двух показателей меняется ПЧ. Например, при хранении растительного масла КЧ может долго оставаться постоянным или меняться незначительно, а ПЧ за это время возрастает в десятки раз: Масло ПЧ, ммоль О2/кг КЧ, мг КОН/г Свежеприготовленное……………………… 1,63 0,21 После 5 месяцев хранения………………. 22,30 0,40 Поэтому выбраковку продукта надежнее проводить по перекисному числу. Окислению способствуют повышенная температура, свободный доступ кислорода и присутствие ионов металлов переменной валентности. Следовательно, для предотвращения окислительной порчи необходимо исключить воздействие на продукт перечисленных факторов. Эффективным способом защиты продуктов от кислорода является использование технологии их хранения в газонепроницаемой упаковке в атмосфере инертных газов вместо воздуха. Эта технология называется «упаковкой с регулируемой атмосферой». В качестве защитных газов чаще всего используют диоксид углерода (Е 290), азот (Е 941) и их смеси с кислородом. Для связывания ионов металлов переменной валентности используют комплексообразователи: лимонную, винную кислоты, этилендиаминтетрауксусную кислоту, цитраты и т.п. Но для многих пищевых продуктов, особенно содержащих высокоактивные полиненасыщенные соединения, существенно замедлить окисление можно только с помощью антиокислителей. Известными природными антиокислителями являются следующие витамины: аскорбиновая кислота (Е 300, витамин С), встречающаяся во многих растениях, и смеси токоферолов (Е 306, витамин Е), которыми богаты рыбий жир и некоторые растительные масла. Несмотря на высокую антиокислительную активность, природные экстракты этих веществ гораздо чаще используются в качестве витаминов. Антиокислителями служат те же вещества и их производные, полученные синтетически: аскорбиновую кислоту получают из глюкозы; аскорбат натрия (Е 301), аскорбат калия (Е 302), аскорбилпальмитат (Е 304i) и аскорбилстеарат (Е 304ii) — из аскорбиновой кислоты. Причем производные аскорбиновой кислоты частично сохраняют С-витаминную активность. Токоферолы (Е 307…Е 309) также получают синтетически, но они полностью идентичны соответствующим природным соединениям и тоже обладают Е-витаминной активностью. Из природных источников (древесины сибирской лиственницы) получают антиоксидант дигидрокверцетин, обладающий Р-витаминной активностью. В последнее время в качестве антиокислителей стали успешно применяться розмариновое и шалфейное эфирные масла. Наибольшее распространение среди пищевых искусственных антиокислителей получили производные фенолов: бутил(гидр)оксианизол (БОА, Е 320), бутил(гидр)окситолуол (БОТ, «ионол», Е 321), а также изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота (Е 315) и изоаскорбат натрия (Е 316), третбутилгидрохинон (Е 319) и эфиры галловой кислоты галлаты (Е 310…Е 313), хорошим синергистом антиоксидантов является ЭДТА (Е 385, Е 386). Этих соединений в природе не обнаружено. Побочного витаминизирующего действия они не оказывают, но их существенным достоинством является высокая стабильность и, как следствие, значительное увеличение срока хранения пищевых продуктов. Антиокислители замедляют процесс окисления путем взаимодействия с кислородом воздуха (не допуская его реакции с продуктом), прерывая реакцию окисления (дезактивируя активные радикалы) или разрушая уже образовавшиеся перекиси. При этом расходуются сами антиоксиданты. Можно было бы ожидать, что любое повышение содержания антиокислителя приводит к увеличению времени защиты продукта, но это не так. На практике для большинства антиоксидантов существует предельная концентрация, выше которой срок хранения продукта уже не увеличивается. Как правило, она составляет 0,02 %, что соответствует гигиеническим требованиям к допустимому содержанию антиокислителей в продуктах питания.
Применение антиокислителей и защитных газов Универсального антиокислителя не существует. Эффективность применения антиоксиданта зависит от свойств конкретного продукта и самого антиоксиданта (табл. 8).
Таблица 8. Относительные сроки сохранности жиров в зависимости от вида антиокислителя
| Антиокислитель | Жировая фаза сливочного масла | Растительное масло | Орехи |
Без добавления антиокислителя | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
Пропилгаллат | 9,73 | — | — |
трет-Бутилгидрохинон | 6,75 | 4,11 | 1,96 |
Бутилгидроксианизол | 4,66 | 1,02 | 3,75 |
Бутилгидрокситолуол | — | 1,34 | — |
Токоферолы | 3,23 | — | — |
Применение индивидуальных антиокислителей не позволяет полностью предохранить пищевые продукты от окислительной порчи. Поэтому целесообразнее использовать несколько антиокислителей одновременно. При этом возникает явление синергизма. Синергизм заключается во взаимном усилении антиокислительной способности при смешении нескольких (обычно двух) антиоксидантов. Например, введение 0,02 % БОА или 0,02 % БОТ в свиной жир увеличивает срок его хранения в 2 раза. Введение того же количества их смеси в соотношении 1:1 (0,01 % БОА + 0,01 % БОТ) увеличивает срок хранения этого жира в 4 раза. Дозировки антиоксидантов, рекомендуемые для замедления окисления пищевых продуктов, приведены в табл. 9. Таблица 9.
Рекомендуемые дозировки антиоксидантов (кг/т жира готового продукта)
| Вид продукта | БОА | БОТ | Галла-ты | δ-Токо-ферол | ЭДТА | Трет-бутил-гидро-хинон | Аскор-биновая кислота1) | Изоас-корби-новая кислота2) |
Жиры животные топленые (лярд, жир говяжий, бараний, птичий, рыбий) | 0,1-0,2 | 0,05-0,2 | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | — | — | — |
Жиры и масла для жаренья и выпечки (фритюрные, кулинарные, кондитерские) | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,2 | — | — |
Растительные масла | — | — | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,2 | — | — |
Маргарины бутербродные с содержанием жира менее 41 % | — | — | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | 0,05-0,1 | — | — | — |
Фаршевые мясные продукты, ветчинные изделия, мясные пресервы и консервы | — | — | — | 0,1 | — | — | 0,2-0,5 | 0,2-0,5 |
Мясо сушеное | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | — | — | — |
Рыбные пресервы, консервы, рыба мороженая | — | — | — | — | — | — | 0,5-1,5 | 0,5-1,5 |
Рыба, ракообразные и моллюски консервированные и мороженые | — | — | — | — | 0,05-0,075 | — | 0,2-1,0 | — |
Мучные кондитерские изделия | 0,1-0,2 | 0,05-0,1 | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | — | — | — |
Жевательная резинка | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | 9,2-0,4 | — | — | — | — |
Смеси (концентраты) сухие для кексов и тортов, завтраки сухие на зерновой основе | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | — | — | — |
Концентраты супов и бульонов | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | — | — | — |
Соусы | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | 0,05-0,075 | — | — | — |
Орехи, технологически обработанные | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | — | — | — | — |
Картофель сухой | 0,025 | — | 0,025 | 0,025 | — | — | — | — |
Бобовые, овощи, грибы, артишоки консервированные | — | — | — | — | — | — | 0,5-2,03) | — |
Овощи, фрукты консервированные, замороженные | — | — | — | — | — | — | 0,5-2,0 | 0,15-0,253) |
Безалкогольные напитки и соки | — | — | — | — | — | — | 0,1-0,154) | — |
Вина | — | — | — | — | — | — | 0,1-0,15 | — |
Биологически активные добавки к пище | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | 0,2-0,4 | — | До 2 | — | — |
Усиления антиокислительного действия можно также добиться, используя антиокислители или их смеси в комбинации с веществами, которые сами или не обладают антиокислительным действием, или являются слабыми антиоксидантами. К таким веществам (их называют синергистами) относятся некоторые многоосновные органические оксикислоты (лимонная, виннокаменная), их соли (цитраты, лактаты), амины, полифосфаты, ЭДТА и другие соединения. Кислоты являются донорами водорода, необходимого для регенерации антиокислителей, а действие комплексообразователей основано на связывании (переводе в неактивную форму) ионов металлов, катализирующих окисление. В последнем случае трудно провести четкую границу между антиокислителями и синергистами. Синергические смеси можно готовить непосредственно на пищевом предприятии. При этом, однако, сложно добиться оптимального с технологической и экономической точки зрения состава смеси. Поэтому в настоящее время во всем мире производители пищевых продуктов предпочитают пользоваться готовыми смесями, полученными в промышленных условиях. Для удобства пользования и с целью продления собственного срока хранения они часто выпускаются в форме растворов в растительных маслах или пищевом пропиленгликоле. Процесс окисления является самоускоряющимся. Поэтому, чем раньше к продукту добавлен антиокислитель, тем большего эффекта можно от него ожидать. Наоборот, если скорость окисления уже достигла своего порогового значения, добавлять антиоксидант бесполезно. Необходимым условием эффективного применения антиоксидантов является обеспечение их полного растворения или диспергирования в продукте. Так как количество добавляемых антиоксидантов очень мало, эффективность их применения зависит от методов внесения в продукт. Антиоксиданты вводят в жир в виде концентрированного раствора в небольшой части продукта. Пищевые продукты типа орехов или шоколадных изделий обрабатывают напылением разбавленного раствора антиокислителя в воде или масле, либо погружением их в концентрированный раствор антиокислителя. Иногда антиокислители вносят непосредственно в продукт, но в этом случае велика вероятность его неравномерного распределения. Защитную атмосферу используют при бункерном хранении муки, чая, пряностей, круп, при хранении в потребительской упаковке сыров, охлажденного свежего мяса и мясопродуктов, птицы, рыбы, овощей, фруктов, грибов, орехов, соков, безалкогольных напитков, хлебобулочных изделий (особенно нарезанного хлеба), полуфабрикатов из теста, жировых продуктов, сухих завтраков, макаронных изделий, яиц и др. При бункерном хранении муки, чая, пряностей создают давление углекислого газа 10…30 атм в течение 30…240 мин. В этих условиях наблюдается быстрая гибель микроорганизмов. Очень высокое давление (несколько тысяч атмосфер) пригодно также для дезинсекции (уничтожения насекомых) в рисе или другом сырье. Также очень высокое давление применяется для инактивации пектинэстераз во фруктовом соке. Инертный газ в сочетании с нагреванием замедляет действие полифенолоксидаз (ответственных за ферментативные реакции, вызывающие появление бурой окраски) в омарах. Использование инертной атмосферы является щадящим способом замедления как микробиологических, так и ферментативных изменений при хранении фруктов, овощей и грибов (картофеля, инжира, груш, шампиньонов и вешенки). Упаковка и хранение полуфабрикатов из теста, выпечки или нарезанного хлеба в атмосфере инертного газа сегодня — общепринятый технологический прием. Его применение затрудняется высоким содержанием в выпечных изделиях воздуха или кислорода. На практике упаковку и хлеб перед вакуумированием следует «промыть» газом. Состав газовых смесей колеблется в зависимости от условий (активность воды, температура хранения, вид и количество микроорганизмов) от 100 % диоксида углерода до 100 % азота.
Токсикологическая безопасность и хранение Окисление, которому подвергаются пищевые продукты в процессе получения, переработки и хранения, приводит к накоплению в них перекисных соединений. Перекиси, попадая вместе с пищей в организм человека, ускоряют протекание в нем процессов окисления, то есть развитие болезней «оксидативного стресса» (сердечно-сосудистых, бронхо-легочных, онкологических). Кроме того, перекиси постепенно превращаются во вторичные продукты окисления: альдегиды, кетоны, кислоты, являющиеся высокотоксичными веществами, способными вызывать тяжелые интоксикации. Таким образом, предотвращение и замедление процессов окисления в продуктах питания исключительно важно с медицинской точки зрения. Разумное применение разрешенных органами здравоохранения пищевых антиокислителей, а тем более хранение продуктов в атмосфере инертного газа, служит сохранению здоровья человека. Срок годности антиокислителей (порошков и масляных растворов) от шести месяцев до одного года. Антиокислители хранят в сухих, прохладных, защищенных от света помещениях в герметично закрытых емкостях.
Л. А. Сарафанова Применение пищевых добавок Технические рекомендации 6-е издание, исправленное и дополненное Санкт-Петербург ГИОРД 2005
Глава одного из лидеров польского молочного рынка кооператива Spomlek Эдвард БАЙКО — о пятилетних итогах российского…
Рынок потребителя заставляет бизнес всегда держать руку на пульсе, быть исключительно внимательным к малейшим движениям…
В Кёльне прошла крупнейшая мировая выставка в сфере питанияВ начале октября в Кёльне прошла крупнейшая мировая выставка…
Не все знают, что такое модифицированная газовая среда, однако каждый ее видел на прилавках магазинов. Что же это такое? МГС- процесс финальной стадии обработки пищи перед ее продажей или потреблением. Он активно применяется во всем мире. В среде находится специальный воздух, который замещается смесью инертных газов. Это нужно для того, чтобы предотвратить процесс окисления пищи. Благодаря этому продукты могут храниться продолжительное время. Из-за того, что в этой упаковке практически нет кислорода, в продукте не развиваются грибки, бактерии и прочие микроорганизмы, которые могут отрицательно повлиять на его свежесть.
Многие ошибочно думают, что модифицированная газовая среда опасна для здоровья человека, однако это совсем не так. МГС- абсолютно естественная и экологичная технология сохранения продукта, она совсем не вредна. Если бы среда представляла из себя реальную опасность, то ее бы не использовали по всему миру на постоянной основе.
Уникальность среды в том, что в нее можно упаковывать практически все.
Она идеально подходит для огромного количества продуктов. Это могут быть огурцы, молодые помидоры, цельная рыба, цельные или нарезанные фрукты, молочная продукция, свежее мясо, выпечка. Список ее возможностей вовсе не заканчивается на пищевых продуктов.
Также МГС подходит для некоторых частей электроники, медицинских препаратов, рассады, цветов и тд. Список можно продолжать до бесконечности. Действительно, газовая среда уникальна в своей многофункциональности.
По какому принципу работает газовая среда?
Все предельно понятно и логично. Воздух, который изначально присутствовал в упаковке, постепенно замещается одним газом или целой их смесью.
Смесь всегда выбирают разную. Перед эти необходимо тщательно проанализировать особенности продукта, с которым ее будет применять.
Какие виды МГС существуют?
Здесь газовая среда вряд ли поразит кого-то. На данный момент известно два вида модифицированной атмосферы внутри упаковки. Именно она отвечает за качество производимого. Итак, сейчас можно выделить:
- Вакуумную камеру. Она нужна для того, чтобы откачать воздух из упаковки, тем самым лишив ее кислорода. Его отсутствие или же минимальные количества и приводят к тому, что продукт не портиться.
- Газовые элементы. Благодаря им впрыскивают инертные газы в упаковку продукта. В основном, эти газы состоят из азотной кислоты и углекислого газа. Их сочетание останавливает процесс порчи продукта, он медленнее окисляется.
Также различают несколько разновидностей упаковки с измененной внутренней газовой атмосферой. Существует:
- Упаковка с измененной внутренней обстановкой.
- Упаковка с вауумом.
- Упаковка, наполненная газом.
- Упаковка, с постоянно контролируемой атмосферой. При необходимости ее нужно поменять. Чтобы достигнуть годных показателей.
- Упаковка с саморегулируемой обстановкой. Вы устанавливаете нормы, внутренняя атмосфера постоянно пытается измениться, чтобы подстроиться под них.
Конечно, на этом разновидности не заканчиваются. Однако, если говорить о самых распространенных, то они были перечислены.
Долгое время о МАС ничего не было известно, и бедные производители ломали голову над тем, как сохранить свежесть продукта на максимально долгий временной промежуток. Только в 90-х годах 20-го столетия мир узнал о модифицированной среде. Эта информация стала своеобразным прорывом в сфере производства.
Важно помнить, что модифицированная газовая среда не может все время находиться в неизменном первоначальном состоянии. Естественно, в ней происходят различные процессы. Из-за этого атмосфера в виде газа никогда не постоянна в упаковке продукта. Это происходит, поскольку у продукта есть «своя жизнедеятельность». Он самостоятельно поглощает кислород и вместо него выделяет углекислый газ. Также в каждой упаковке есть микроотверстия, которых невозможно избежать, несмотря на все старания. Через них тоже проникает кислород. Эти процессы невозможно прекратить. Поэтому продукт все же меняет свое химические состояние со временем.
Какие газы применяют в модифицированных упаковках?
Несмотря на обилие существующих упаковок, для каждой из них производители используют примерно одинаковые газы. Лидирующие позиции здесь заняли следующие газы: азот, углекислый газ и кислород. Как правило, используют один или несколько из указанных трех вариантов. С ними делают различные комбинации. Рассчитывают же процентное соотношение индивидуально к каждому продукту.
На что смотрят в продукте, прежде чем понять, какую смесь использовать?
Как правило, товар оценивают по следующему перечню качеств: изначальное количество микроорганизмов в продукте, активность воды в нем, кислотность, то, как проходит дыхание клеток, температура и особенности процесса изготовления с технологической стороны.
Теперь давайте разбираться, какой из газов за что отвечает во время хранения готового продукта.
- Азот. В основном, он нужен для замещения атмосферного воздуха( как правило, это кислород). Эти меры помогают продлить срок годности продукта, также поддерживает его в надлежащем для продажи состоянии. Главная цель азотистой газовой среды- вытеснить остатки кислорода, по возможности совсем избавиться от них. Это останавливает жизнедеятельность тлетворных для продукта анаэробных бактерий, также в разы замедляется процесс окисления. Это помогает предотвратить преждевременное разрушение продукта. Азот никак не влияет на цвет и запах товара, заметить его содержание в нем практически невозможно. Как правило, чистый азот используют для сухих продуктов. В их число входят различные чипсы, сухарики, орехи.
- Углекислый газ. Иначе его называют диоксидом углерода, иногда можно встретиться именно с этим обозначением. Его особенность в том, что он обладает бактериостатическими свойствами. Именно благодаря ним замедляется процесс жизнедеятельности анаэробных бактерий. Обычно он сопровождается изменением вкуса рыба или мяса. Согласитесь, неприятно. Углекислый газ хорошо растворяется в водной части продукта.
Однако при высоких концентрациях углекислый газ может вызвать неприятные последствия. Он способен разрушить мясные и рыбные продукты, вызвать неприятные, ранее несуществующие запахи. Также его повышенная концентрация может стать причиной снижения давления в упаковке, из-за чего она может опуститься.
Есть и хорошая новость. Эти процессы остановимы. Решение проблемы лежит на поверхности. Все, что нужно- лишь ввести необходимое количество азота. Перед этим озаботьтесь тем, чтобы правильно все рассчитать. Дабы избежать неприятных сюрпризов…
- Кислород. Для чего же нужен он? Для поддержания свежести и натуральности охлажденного мяса( особенно если речь идет про его цвет), предотвращения вредоносных процессов у рыбы. Также кислород отвечает за свежесть фруктов и овощей. При умеренных количествах он также способен бороться с анаэробными бактериями. И здесь получается странная ситуация. Именно из-за него эти микроорганизмы и начинают размножаться. Однако его вмешательство способно прервать процесс их жизнедеятельности. Словно так кислород пытается загладить свою вину…
Вот яркий и показательный пример. Чтобы сохранить привлекательный цвет мяса, кислорода в упаковке должно быть не меньше 80 процентов. Однако нельзя и больше, поскольку уже в этом случае продукт начнет портиться.
Также хочется отметить, что редкий производитель использует только один тип возможной газовой среды. Наиболее выгодными оказываются смеси, поскольку тогда можно получить лучшее от всех типов. Именно поэтому производители и переходят к смешиванию, хоть это и получается более затратным занятием. Однако оно неплохо окупается.
На какой срок модифицированная газовая среда способна продлить процесс жизнедеятельности продукта?
Конечно, тут вопрос касается не только конечного результата, но и того, какими путями и средствами производитель его добивался. У каждого продукта свой срок годности, поскольку он создан благодаря разным технологиям. Однако все же можно сделать некоторые обобщения.
Все лучше и понятнее становится в процессе сравнения. Именно этим мы и займемся сейчас.
Срок годности развесного мяса несколько меньше, чем у того же продукта в специальной упаковке. «Время жизни» неупакованного продукта зависит от разных факторов: срок, кто трогал продукт, и какими руками это было сделано, на каком прилавке лежал кусок и тд… Эти моменты можно узнать только у продавца. Так что остается надеется на его честность.
При этом мясо в газовой среде хранится от 7 до 20 суток, при этом не меняясь в цвете и практически не меняя качества. Информацию о дате производства и примерного срока годности вы можете прочитать на упаковке. Таким образом, производитель берет на себя ответственность за качество продукта. Это также положительно влияет на уровень продаж.
Если обобщить результаты многих наблюдений, то получится, что модификацонная газовая среда в упаковке способна «продлить» жизнь товара примерно до двух недель. Так что настоятельно рекомендуем всем производителям озаботиться этим вопросом. Поскольку это поможет обезопасить продукт от раннего «увядания», увеличить рейтинг среди покупателей, повысить качество товара и сэкономить большое количество денег. Еще и заработать можно неплохо на том, что продано….
Модифицированная газовая среда- лучшее решение в пищевом( и не только) производстве будущего. Наверное, не стоит им пренебрегать.