Какие процессы протекают в пищевых продуктах при хранении
Процессы, протекающие в хранящихся продовольственных товарах, по характеру могут быть физические, химические, биохимические и биологические. Эти процессы различаются как факторами, их вызывающими, так и степенью их влияния на качество продуктов.
Качество некоторых товаров при хранении в течение определенного времени может улучшаться, например осенние и зимние сорта яблок и груш дозревают, улучшается букет вин, ликеров, вкус и аромат табачных изделий и т. д.
В других товарах (сахар, крупа, картофель, капуста и др.) можно сохранить первоначальное качество, если создать определенные услjвия хранения. В процессе хранения возможны понижение качества и даже порча продуктов: увядание овощей и плодов, порча мяса, жиров, рыбы и т. д.
Снижения качества товара можно избежать путем создания наиболее благоприятных условий хранения: необходимой температуры, влажности и газового состава среды, освещенности помещения, использования определенных видов упаковочных материалов и тары, а также применения различных способов консервирования.
Физические процессы
Во время хранения в пищевых продуктах протекают различные физические процессы, которые снижают качество товаров. Они происходят вследствие изменения температуры товаров; испарения или поглощения влаги внутри продукта; поглощения или отдачи газообразных веществу перегруппировки растворенных веществ или жиров внутри продукта; разделения эмульсий; синерезиса студней; кристаллизации; расплавления с последующим загустеванием (или без него); нарушение целостности продукта от механических воздействий.
Эти процессы возникают при неблагоприятных условиях во время хранения и перевозок или в результате изменения состояния самого продукта.
Изменение температуры продуктов вызывается поглощением ими тела из окружающего воздуха или его отдачей. Большинство продовольственных товаров имеет низкую температуропроводность. Этим объясняется медленное понижение температуры продуктов, особенно при закладке их на хранение большими массами в закрома — овощей, в силосы — зерна и т. д.
Повышенная температура при хранении продуктов вызывает плавление жира, увеличение объема жидких продуктов (вин, пива); стимулирует в товарах химические и биохимические процессы. Снижение температуры продуктов ниже установленной вызывает, например, расслоение молока и майонеза, помутнение вина, пива и минеральной воды вследствие выпадения некоторых веществ в осадок, загустение растительных масел, превращение воды в лед в жидких и богатых водой продуктах.
В то же время при пониженных температурах замедляются химические и биохимические процессы в товарах.
Изменение влажности — поглощение и отдача воды продуктами — так же, как и изменение температуры, оказывает большое влияние на качество и сроки хранения товаров. Это явление происходит в результате гигроскопичности продуктов или конденсации влаги в капельно-жидком состоянии на их поверхности.
При хранении гигроскопичных товаров изменение их влажности зависит от относительной влажности воздуха. Чем выше относительная влажность воздуха, тем выше давление водяных паров в нем и тем больше соответствующая ей равновесная влажность продукта. Такую зависимость можно проследить по данным А. В. Лыкова и Л. Я. Ауэрмана
Скорость испарения влаги с поверхности продукта зависит от его температуры (чем выше температура, тем выше скорость испарения), циркуляции воздуха, паропроницаемости тары, размера партии и способа ее размещения. Товары внутри штабеля, закрома, контейнера медленнее теряют влагу; усушка продуктов, расположенных в наружных слоях, идет быстрее.
При совместном хранении товаров с различной влажностью наблюдается изменение содержания в них влаги, например сухари размягчаются при хранении вместе с печеным хлебом и т. д.
Увлажнение продуктов может происходить в результате конденсации паров воды из воздуха при изменении его влагоемкости. Количество водяного пара, требуемое для насыщения воздуха, зависит от температуры воздуха. Например, в 1 м3воздуха при его насыщении находится 30 г паров при температуре 30°, 9,5 г — при 10°, 5 г — при 0° и 1 г — при—20°.
Выпадение капельно-жидкой влаги на продукты происходит при быстром охлаждении воздуха в помещении, внесении холодных продуктов в теплое помещение, при этом теплый воздух, соприкасаясь с холодной поверхностью продукта,- охлаждается, становится насыщенным, и излишек влаги из воздуха выпадает на товар.
При таких условиях происходит сахарное цветение шоколада и шоколадной глазури конфет (сахароза растворяется в воде, выпавшей на поверхность изделий, а затем при испарении влаги кристаллизуется).
При поглощении влаги масса продуктов возрастает, при этом соль, мука, сахар-песок теряют сыпучесть у печенья, хрустящего картофеля, кукурузных хлопьев, сушеных овощей исчезает хрупкость; поверхность карамели становится липкой и т. д. При испарении влаги из продуктов наряду с потерей массы происходит изменение их свойств: крекеры становятся крошливыми, макароны растрескиваются и т. д. Потерю и впитывание влаги этими продуктами можно предупредить упаковкой их во влагонепроницаемую тару.
Отдача и поглощение паро- и газообразных веществ продуктами могут быть поверхностными и объемными (так же, как и паров воды). В результате этого продукты могут терять ароматические вещества или поглощать несвойственные им летучие вещества, приобретая нежелательные привкусы и запахи.
Для предупреждения этих процессов продукты (чай, кофе, пряности и др.) упаковывают в паро- и газонепроницаемую тару; при размещении их (табачных изделий, рыбы и др.) на хранение соблюдают товарное соседство, при перевозках товаров используют чистые транспортные средства.
Процесс кристаллизации наблюдается в ряде продуктов. Так, при хранении мед приобретает зернистую структуру в результате кристаллизации глюкозы, нежная консистенция помадных конфет становится грубой, зернистой из-за укрупнения кристаллов сахарозы; при резких температурных колебаниях образуются крупные кристаллы лактозы или льда в мороженом («песчанистость» мороженого), на поверхности шоколада — кристаллы жира («поседение» шоколада).
Ретроградация — явление ограниченной кристаллизации оклейстеризованного крахмала — происходит в хлебе (черствение хлеба), сушеном и печеном картофеле, консервированных макаронных и рисовых изделиях.
При небрежной погрузке, перевозке в результате механических воздействий происходит порча товаров, бой яиц и стеклянной тары, лом макаронных изделий и печенья и др. Статическая нагрузка — давление верхних слоев товара — вызывает повреждение нижних (плодов, хлебных изделий и др.) — Для предупреждения механических повреждений товаров необходим правильный выбор упаковки, бережное обращение с ними при разгрузках и перевозках.
Химические процессы
В продовольственных товарах при хранении в результате химических реакций образуются новые вещества, которые снижают пищевую ценность продуктов, изменяют их вкус, запах и цвет. Некоторые химические изменения взаимосвязана с повышением температуры, изменением влажности и скорости воздушных потоков, светом и др.
К химическим изменениям относится окисление жиров в масле, сале и жиросодержащих продуктах: орехах, пищевых концентратах, овсяной крупе и др.
Результатом химических реакций является образование меланоидинов, вызывающих изменение цвета и вкуса продуктов; изменение окраски и обесцвечивание ликеро-водочных изделий, вин при воздействии на них солнечного света; химический, или водородный, бомбаж герметически закрытых консервов при взаимодействии металла банки и пищевых веществ продукта, при этом выделяются газы, которые и вздувают крышки банки; разрушение витаминов, особенно при повышенной температуре хранения.
Биохимические процессы
Биохимические изменения продуктов происходят под действием ферментов, активность которых зависит от природы самих продуктов и условий их хранения. К наиболее важным биохимическим изменениям относятся процессы дыхания и гидролитические.
Дыхание обусловливается главным образом деятельностью оксидоредуктаз. В процессе дыхания, протекающем в плодах, овощах, зерне, яйцах, в результате окислительных процессов происходит потеря органических веществ, что вызывает наряду с испарением влаги убыль массы продуктов.
Дыхание «живых» продуктов происходит «с поглощением кислорода и называется аэробным. При недостатке или отсутствии кислорода в среде продуктах наблюдается бескислородное (анаэробное) дыхание.
Гидролитические процессы в продуктах вызываются действием ферментов гидролаз. Они протекают во многих пищевых продуктах и могут влиять положительно или отрицательно на качество товаров.
В живых растительных и животных организмах многочисленные ферментативные реакции обратимы. После смерти организма они смещаются в сторону расщепления веществ. Посмертные изменения, которые протекают в тканях мяса и рыбы под действием тканевых ферментов, принято называть автолизом (от греч. autos — сам, lisis — растворение).
Под автолизом понимают следующие ферментативные процессы: гликолиз — превращение гликогена в молочную кислоту в анаэробных условиях, протеолиз — расщепление белков (белки->-полипептиды->-дипептиды->-аминокислоты) и липолиз, который наступает после протеолиза и вызывает расщепление жира до жирных кислот и глицерина.
Автолиз в определенных пределах положительно влияет на качество, он обусловливает созревание рыбы и мяса: мышечные ткани становятся более нежными и сочными с приятным вкусом и ароматом.
Реакции гидролиза наблюдаются при дозревании плодов, при этом крахмал превращается в сахар, часть протопектина переходит в пектин, в результате чего созревшие плоды становятся более сладкими и мягкими. Однако при полном гидролизе протопектина ткань плодов размягчается, разваливается, плоды становятся недоброкачественными.
При хранении зерна и муки происходит фосфоролиз углеводов и образование из крахмала сахаров, которые положительно влияют на хлебопекарные свойства муки. Гидролитические ферменты не только положительно, но и отрицательно влияют на качество хранящихся продуктов. Так, под действием липаз происходит гидролиз жиров, от воздействия протеаз наблюдается разжижение белков яйца, фосфатазы и липазы вызывают увеличение кислотности зернопродуктов.
Гидролитические процессы замедляются при пониженных температурах хранения.
Биологические процессы
Эти процессы в продовольственных товарах вызываются жизнедеятельностью микроорганизмов, насекомых и грызунов.
Микробиологические процессы обусловливаются развитием микроорганизмов, вызывающих брожение, гниение, плесневение и другие виды порчи продуктов.
Брожение — разложение углеводов под влиянием ферментов, выделяемых микроорганизмами. В процессе хранения в продуктах могут возникать различные виды брожения: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое, пропионовокислое и др.
Спиртовым брожением называется разложение дрожжами рода saccharomyces, а также некоторыми плесневыми грибами моносахаридов на этиловый спирт и углекислый газ. Спиртовое брожение может быть причиной порчи овощных и плодовых соков, повидла, варенья и других продуктов, содержащих менее 65% сахаров.
Молочнокислое брожение происходит под действием молочнокислых бактерий Streptococcus lactis и cremoris, В. casei, В. lycopersici и других, разлагающих сахара с образованием молочной кислоты.
Для развития этих бактерий необходимы белки, минеральные соли и небольшая концентрация сахара. Они вызывают порчу молока, пива, сладких крепленых вин и др.
Смотрите также:
При хранении продовольственных товаров в их составе и качестве происходят различные изменения, которые можно замедлить, сильно затормозить, но полностью избежать нельзя. В зависимости от характера этих изменений процессы, происходящие при хранении, можно подразделить на физические, химические, биохимические, микробиологические, биологические.
Физические процессы (увлажнение и высыхание) изменяют состояние и свойства продуктов, а также влияют на активность других процессов. Замедлить эти изменения можно путем соблюдения температурных условий, относительной влажности воздуха, а также правильным подбором упаковки.
Химическиепроцессы протекают в пищевых продуктах без участия ферментов (карамелизация Сахаров, прогоркание жиров, химический бомбаж консервов). Скорость химических процессов замедляют понижением температуры хранения, применением упаковки, изолирующей продукт от действия света и кислорода воздуха.
Биохимические процессы обусловлены действием ферментов, находящихся в продуктах. Биохимическими процессами являются дыхание, гидролиз (автолиз), в результате которых происходят потеря сухих веществ, увлажнение и самосогревание (зерно, овощи), т. е. уменьшается содержание Сахаров, кислот, белков, жиров, витаминов и др., таким образом снижается пищевая биологическая ценность продукта. Замедлить дыхание можно понижением температуры, влажности воздуха.
Микробиологическиепроцессы вызываются жизнедеятельностью микроорганизмов, для которых многие пищевые продукты служат хорошей питательной средой. К ним относятся брожение, плесневение, гниение.
Брожение — это разложение углеводов и некоторых спиртов под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами. При хранении продовольственных товаров наиболее часто возникают следующие виды брожения: спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, маслянокислое.
Плесневение происходит в результате развития на пищевых продуктах (плодах, овощах, хлебе, мясных, рыбных изделиях и т. д.) плесневых грибов. Развитие плесеней вызывает появление своеобразного плесневелого запаха, налета на поверхности продукта и накопления токсинов (ядовитых веществ).
Гниение — это разложение белков под действием ферментов, выделяемых гнилостными микроорганизмами, с образованием веществ, обладающих неприятным запахом и ядовитых. Чаще всего гниению подвержены продукты, богатые белком: мясо, рыба, яйца.
Биологические процессы — это процессы, вызываемые биологическими объектами (грызунами и насекомыми-вредителями), которые наносят большой ущерб товарам при хранении: уничтожают и загрязняют их своими выделениями, являются источниками и переносчиками микроорганизмов. Поэтому при хранении всех продовольственных товаров необходимо соблюдать санитарный режим, проводить обеззараживание складских помещений.
Основная задача при хранении товаров состоит в том, чтобы не допустить или затормозить нежелательные процессы, приводящие к снижению их качества или порче. Замедление или ускорение различных процессов в товарах при хранении во многом зависит от температуры, влажности и состава воздуха, вентиляции и освещенности помещения, товарного соседства, упаковки и укладки товаров и многих других факторов.
Температура воздухаоказывает большое влияние на активность ферментов, скорость химических реакций, развитие микроорганизмов и вредителей. Поэтому большинство продовольственных товаров хранят при пониженных температурах, которые губительно действуют на многие микроорганизмы, вредителей и сводят до минимума ферментативные и химические процессы. Для продуктов длительного хранения температура должна не превышать 10°С, а для скоропортящихся — быть не выше 0°С.
Влажность воздуха при хранении товара также имеет важное значение. Чем выше влажность окружающего воздуха, тем больше влаги поглощается продуктом, и наоборот. Поэтому влажность воздуха необходимо поддерживать на таком уровне, чтобы исключить как увлажнение товаров, так и высыхание. При хранении товаров с высоким содержанием влаги (плоды, овощи, мясо) следует поддерживать высокую относительную влажность воздуха — 80—95%, а товары с невысокой влажностью (сахар, мука, соль, крахмал, макаронные изделия, крупа и др.) следует хранить при влажности воздуха 65—75%.
Состав воздуха оказывает существенное влияние на сохранение продукта. Так как многие продукты соприкасаются с воздухом, необходимо учитывать влияние на них отдельных составных частей его и прежде всего кислорода (вызывает окисление жиров). Воздух должен быть чистым, не иметь посторонних запахов.
Вентиляция воздуха необходима для удаления лишних водяных паров и газов, образующихся при хранении продуктов, способствует понижению температуры воздуха в помещении. Различают вентиляцию естественную, принудительную и активную.
Освещенность (свет) при хранении большинства продуктов играет отрицательную роль: ускоряет процессы дыхания, прогоркания жиров и разрушения многих витаминов; прорастания и позеленения картофеля; изменяет цвет, запах и вкус многих пищевых продуктов, которые поэтому хранят преимущественно в затемненных помещениях.
Товарное соседство при хранении пищевых продуктов Должно исключать их взаимное отрицательное влияние друг на друга. Сильно пахнущие продукты нельзя хранить продуктами, легко воспринимающими запахи. Не допускается совместное хранение сухих продуктов с продуктами, содержащими более 40% влаги, так как первые будут увлажняться и плесневеть, вторые — чрезмерно усыхать.
Упаковка защищает товар от внешних воздействий, повышенной или пониженной температуры, влажности воздуха, от света, посторонних запахов, микроорганизмов и т. д. Упаковочные материалы должны быть эластичными, легкими, дешевыми, сухими, негигроскопичными. Тара для продовольственных товаров характеризуется большим разнообразием. Ее классифицируют по различным признакам: по виду материала (деревянная, картонная, металлическая, полимерная, текстильная, керамическая, стеклянная, комбинированная); по сопротивляемости механическим воздействиям (жесткая и мягкая); по количеству оборотов (однооборотная и многооборотная).
Порядок укладки и размещения товаров необходимо учитывать при хранении, так как неправильная укладка может привести к деформированию изделий, слеживанию и комкованию сыпучих товаров, приобретению посторонних запахов и других дефектов.
1. Физические и физико-химические процессы, протекающие при хранении продуктов питания.
2. Химические и биохимические процессы, протекающие при хранении продуктов питания.
3. Микробиологические процессы.
4. Биологические процессы.
5. Условия и сроки хранения продовольственных товаров
6. Потери продовольственных товаров
Причинами изменения качества продовольственных товаров являются различные процессы, происходящие на этапах транспортирования, хранения и реализации. При контролируемом протекании этих процессов качество некоторых товаров в течение определенного времени может улучшаться (дозревание помидоров, бананов, зимних сортов яблок и груш, созревание сыров, мяса, выдержка вин, коньяков). Чаще происходят процессы, приводящие к нежелательным изменениям качества, являются причиной возникновения товарных потерь.
В зависимости от природы возникновения все процессы можно подразделить на физические, физико-химические, химические, биохимические, микробиологические и биологические.
Физические и физико-химические протекают под воздействием факторов внешней среды (температура, относительная влажность воздуха, свет, газовый состав) и человека (механические воздействия). К ним относятся сорбционные процессы, процессы кристаллизации сахаров, старения белков и крахмала, изменения дисперсности коллоидных систем, деформационные процессы и др.
Сорбционные процессы – это процессы поглощения (сорбции) или испарения (десорбции) паров воды, а также других веществ и газов.
Поглощение влаги приводит к увлажнению гигроскопичных продуктов и вследствие этого потере или сыпучести, слеживанию (сахар, соль, мука, крахмал и др.), размягчению и деформации (печенье, пряники, сухари, сушки и др.), изменению состояния поверхности (карамель, мармелад). Поглощение летучих ароматических веществ может привести к появлению посторонних, несвойственных продукту запахов.
Испарение влаги вызывает процессы усушки (хлеб, мучные и кондитерские изделия), увядания и сморщивания (плоды, овощи и грибы). В результате десорбции летучих веществ продукт теряет свойственный ему запах (аромат).
Интенсивность сорбционных процессов увеличивается при резких перепадах температуры и относительной влажности воздуха, при несоблюдении правила товарного соседства, нарушении целостности упаковки.
Кристаллизация сахаров (мед, варенье, джем) сопровождается продукта из жидкого состояния в кристаллическое. Способность кристаллизоваться считается признаком хорошего, натурального меда. Для других продуктов засахаривание не допустимо (например, засахаривание варенья, повидла, помадных конфет).
При перепадах температуры во время хранения мороженого за счет процессов перекристаллизации увеличивается размер кристаллов льда и лактозы. Это приводит к образованию более плотной , «песчанистой» консистенции продукта.
Старение белков и крахмала сопровождается снижением их водоудерживающей способности. Старение белков (синерезис) приводит к расслаиванию кисло-молочный продуктов (кефир, простокваша). Старение крахмала (ретроградация) является причиной черствления хлеба, изменения времени варки макаронных изделий при длительном хранении.
Изменение дисперсности коллоидов является причиной помутнения виноградных вин и плодово-ягодных вин, пива. Ухудшается внешний вид напитков, а в некоторых случаях выпадает осадок.
Причиной деформационных процессов являются механические воздействия, возникающие при транспортировании, складировании, подготовке к продаже. К ним относятся бой яиц, нажимы и проколы плодов и овощей, раздавливание ягод, лом макаронных изделий.
К этой группе процессов относят также изменения, происходящие при нарушении условий хранения: подмораживание плодов и овощей, замерзание кисло-молочных продуктов.
Химические процессы – совокупность химических реакций, происходящих в продовольственных товарах без участия ферментов. Активизируют протекание этих процессов факторы внешней среды: температура, свет и др. К этой группе относится окисление и прогоркание жиров, неферментативное потемнение продуктов в результате реакций меланоидинообразования (Меланоидинообразование — это совокупность химических реакций, происходящих при хранении консервированных продуктов, в основном овощей. Образующиеся при этом продукты называют меланоидины. Они имеют тёмный цвет, обычно от красно-коричневого до тёмно-коричневого), взаимодействие металлов с органическими кислотами при хранении продуктов в консервированной металлической таре. В продукте накапливаются оловянные соли органических кислот, выделяющийся водород вздувает донышко и крышку (химический бомбаж).
Биохимические процессы происходят под воздействием собственных ферментов продукта. Активность их протекания зависит от природы продукта, технологии консервирования и хранения. К биохимическим процессам относят окислительно-восстановительные, гидролитические и синтетические процессы.
Окислительно-восстановительные процессы происходят при участии окислительно-восстановительных ферментов пищевых продуктов: каталазы, пероксидазы, полифенолоксидазы и др. Как правило, приводят к ухудшению внешнего вида и снижению пищевой ценности продуктов. При окислении витамина С снижается биологическая ценность, так как окисленная форма – дегидроаскорбиновая кислота легко разрушается.
Совокупность ОВП, протекающих в пищевых продуктах, называется дыханием. При дыхании расходуются основные питательные вещества – сахара, органические кислоты, белки, жиры, что приводит к уменьшению массы продукта (естественная убыль).
Образующиеся при дыхании тепло и влага создают благоприятные условия для развития микроорганизмов, этиловый спирт, образующийся при анаэробном дыхании, губительно действует на живые клетки, придает продукту посторонний вкус и запах. Для снижения интенсивности дыхания поддерживают оптимальный климатический режим хранения.
Гидролитические процессы – это процессы расщепления белков, жиров, углеводов и других соединений при участии ферментов гидролиза (амилазы, протеиназы, липазы и др.). Они могут как положительно, так и отрицательно влиять на качество продовольственных товаров.
Например, при дозревании плодов и овощей происходит увеличение сладости за счет гидролиза пептидных веществ (протопектина), смягчение вяжущего вкуса – за счет гидролиза фенольных соединений. Гидролитические процессы, протекающие при созревании сыров, мяса, рыбы при ферментации чая, табака, оказывают благоприятное влияние на формирование их качества.
Вместе с тем глубокие гидролитические процессы являются причиной мацерации (разрушения) тканей плодов и овощей, накопления свободных жирных кислот в результате гидролиза жиров, разрушения белков и т.д.
Синтетические процессы – это процессы новообразования сложных соединений из более простых при участии ферментов синтетаз. К синтетическим процессам можно отнести процесс регенерации тканей при механическом повреждении плодов и овощей (например процесс суберинизации раневой поверхности при механических повреждениях картофеля).
Микробиологические процессы происходят при участии микроорганизмов. Они являются одной из главных причин порчи пищевых продуктов при хранении: брожение, плесневение, гниенение, ослизнение. В результате в продукте накапливаются токсичные вещества, например, микотоксины при плесневении, которые утрачивают безопасность продукта.
Некоторые виды брожения используют в технологии производства пищевых продуктов: спиртовое – при производстве спирта, вин, пива, хлеба; молочнокислое – при производстве кисло-молочных продуктов, квашеных овощей, ржаного хлеба; пропионовокислое – при созревании сыров, уксуснокислое – при производстве пищевого уксуса. При этом применяются чистые культуры микроорганизмов, а брожение проводят в строго контролируемых условиях.
Биологические процессы связаны с поражением пищевых продуктов вредителями (насекомыми, грызунами, птицами). Они нарушают целостность продукта, загрязняют его своими испражнениями и могут переносить опасные заболевания.
Пищевые продукты, поврежденные при хранении вредителями и грызунами, не подлежат реализации и относятся в большинстве случаев к пищевым отходам. Профилактику возникновения и развития биологических процессов обеспечивает соблюдение санитарно-гигиенического и климатического режима.
Микробиологические процессы
Рекомендуемые страницы:
Читайте также: