Читать книгу Большая энциклопедия консервирования - Группа авторов - Страница 11

Микробиологические изменения. Микробиологические изменения – это изменения вещества, вызванные плесенью, дрожжевыми грибками и бактериями, которые растут за счет питательных веществ фруктов и овощей. Действие этих микроорганизмов по большей части основано на глубоком разложении сырья и продуктов, с которыми они входят в контакт. Продолжение их хранения тогда зависит от того, в какой мере удастся уберечь их вещество от нежелательных микробиологических изменений. Это проявляется обычно в изменении окраски, вкуса, запаха и консистенции фруктов и овощей.

Последствия глубокого разложения продуктов сочетается с существенной утратой питательных веществ и с выраженными изменениями внешних свойств. Микроорганизмы, которые способствуют действительному разложению продуктов, обычно легко обнаруживаются, отличаются значительной приспособляемостью и в благоприятных условиях очень быстро размножаются.

Одна их клетка производит все основные жизненные функции, т. е. принимает пищу, выбрасывает продукты своей жизнедеятельности, размножается, реагирует на внешние сигналы и способна изменить окружающие вещества, за счет которых она растет. Эти изменения в действительности способны разлагать органическую материю фруктов и овощей и это бывает необязательно неблагоприятным (например, спиртовое брожение).

С ботанической точки зрения эти микробы можно разделить на бактерии и грибки. С практической точки зрения, конечно, необходимо рассмотреть их разновидности по отношению к условиям жизненной среды.

По требованиям к температуре различаются микробы:

– психрофильные – хладолюбивые, оптимальная температура вегетации 15 °С, диапазон от -10 до +30 °С;

– мезофильные, оптимальная температура вегетации 37 °С, так называемая температура человеческого тела, диапазон от 10 до 50 °С;

– термофильные – теплолюбивые, оптимальная температура вегетации 50 °С, диапазон от 30 до 80 °С.

По способности переносить высокую температуру микробы подразделяются на:

– термолабильные – чувствительные к температуре и малым изменениям температуры;

– терморезистивные – устойчивые к высокой температуре.

По потребности в кислороде воздуха различаются микробы:

– аэробные – способные расти в среде, содержащей кислород, освобожденный из растительных тканей или освобожденный биохимическим путем;

– анаэробные – не требующие кислорода;

– условно аэробные – могут расти в среде как с большим, так и с очень малым содержанием кислорода.

По способности создавать споры, т. е. образования, возникающие внутри клеток некоторых бактерий, различаются:

– спороносные;

– неспороносные.

Споры очень выносливы и могут находиться долгое время в условиях, неподходящих для жизни. Споры переносят нагрев до 100 °С, некоторые выдерживают нагрев до 120 °С в течение 22 минут, но плохо переносят кислую среду. Бактерии без спор выдерживают нагрев до 70 °С и среду малокислую и некислую. Эти свойства используются на практике при консервировании, когда при практической пастеризации продуктов температура достигает 100 °С.

С гигиеническо-эпидемиологической точки зрения различаются микроорганизмы:

– патогенные – болезнетворные;

– непатогенные – не болезнетворные;

– условно патогенные – условно болезнетворные.

С точки зрения технологии консервирования различаются три группы микроорганизмов, которые подразделяются в соответствии с биологической систематикой.

Бактерии. Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы, которые из всех трех названных групп наименьшие. Они бывают шаровидными, палочковидными и спиральными. При нормальных окружающих условиях происходит множество делений клеток. Отличительной особенностью некоторых видов является способность создавать споры. Аэробные и анаэробные бактерии создают неисчислимые колонии микроорганизмов.

Дрожжи. Это одноклеточные микроорганизмы с точки зрения ботаники принадлежат к грибкам. Имеют различную форму, преимущественно круглую, овальную, эллиптическую, гроздевидную или нитевидную. Размножаются почкованием, реже делением. При неблагоприятных условиях могут создавать и споры, но со значительно меньшей выносливостью, чем бактерии. Являются явно аэробными, но в некоторых случаях бывают и условно аэробными. Дрожжи очень требовательны к условиям развития. Кроме источника энергии, чаще всего сахара, требуют в достаточном количестве азота и минеральных веществ. Далее требуют кислой среды с присутствием некоторых органических веществ, которые действуют как стимуляторы роста.

Плесень. Плесень – это одноклеточные и многоклеточные грибы, которые создают воронковидные или трубчатовидные нити, так называемые гифы. Разветвление и взаимное переплетение гифов создает характерную, видимую невооруженным глазом грибницу (мицелий). Над грибницей вырастают плодовые тела со спорами, которые легко разносятся вокруг. Плодовое тело придает плесневым наростам характерную окраску. Размножение половое и бесполое. В редких случаях бывают совершенно аэробными. По условиям жизни бывают очень неприхотливы, часто им хватает и очень незначительного количества питательных веществ и очень хорошо приспосабливаются к различным субстратам.

Биохимические изменения. Они проявляются химическими и физико-химическими процессами, проходящими в живых объектах и связывающими их деятельность с физиологическими проявлениями, такими как рост и старение. В технологии консервирования главное значение имеют те биохимические изменения, которые протекают во фруктах и овощах после их отделения от материнского организма. Они также приводят к нарушению существующего равновесия в обмене веществ, что означает нарушение нормального течения ферментативных реакций и снижение качества продуктов.

Эти изменения происходят с разной скоростью и проявляются как в разложении внутренних питательных веществ (сахара и витаминов), так и во внешних изменениях (вид, запах, вкус, консистенция). На степень этих изменений могут сильно повлиять условия хранения. Как активно действующие внешние факторы можно привести теплоту и влажность, газовый состав атмосферы, освещенность и микробиологическую зараженность атмосферы.

Тогда как одни изменения внутренних питательных веществ, вызванные послеуборочным дыханием, проявляющиеся, например, в потерях сахара и витаминов и изменениях в содержании и составе азотистых веществ, можно различить лишь лабораторным анализом, другие изменения, выявляемые прямым наблюдением, ведут к снижению не только пищевой ценности плодов, но и диетической. Из факторов, способствующих биохимическим изменениям фруктов и овощей, назовем, прежде всего, воду, кислород, химические реакции и специфические физические условия среды.

Вода. Вода является основным условием для всех биохимических реакций и ее повышенное содержание поддерживает на соответствующем уровне биохимические изменения. Фрукты и овощи имеют высокое содержание воды (около 75—95%). К ее содержанию необходимо присматриваться, прежде всего, при хранении, чтобы излишне сухая среда не привела к высушиванию испарением воды из тканей. И, наоборот, сушеные продукты часто увлажняются вследствие высокой относительной влажности воздуха, что опять приводит к нежелательным биохимическим изменениям.

Кислород. Кислород является неизбежным элементом в ряде окислительных и ферментативных изменений витаминных, ароматических, вкусовых и красящих веществ. Он усиливает деятельность микроорганизмов, поддерживает и ускоряет старение и перезревание плодов. В консервных банках поддерживает, кроме уже указанных окислительных и ферментативных изменений, коррозию. Главным источником кислорода является воздух, который содержит 21 объемный процент, и газы растительных тканей, где его бывает вдвое больше. К сырью проникает при отдельных операциях во время обработки, особенно при резании, измельчении, прессовании, протирании и смешивании. При настоящем консервировании принципиальной задачей становится ограничение или прекращение его доступа к продуктам и наискорейшее устранение контакта кислорода с тканями.

Химические реактивы. Влияют прямо или косвенно как катализаторы свойств фруктов и овощей и большей частью при их обработке. Можно дать благоприятную оценку лишь окисляющим добавкам, органическим кислотам (преимущественно уксусной и лимонной кислотам), чье значение рН влияет стабилизирующе на фруктовые и овощные изделия. Аналогично некоторым органическим кислотам можно использовать их соли (например, сорбиновой и бензойной кислотам) для химической консервации продуктов. Неблагоприятное действие оказывают металлы.

Фруктам и овощам следует избегать связей, главным образом, с железом, оловом, алюминием, цинком, медью и свинцом. Металлы в незначительных количествах служат катализаторами некоторых окислительных реакций, разрушения витамина С и способны нежелательно изменять окраску, вкус и запах. Металлы бывают естественной составной частью фруктов и овощей, которые поступают к ним из почвы и воздуха.

Следы этих элементов неизбежны в правильном метаболизме человека. В большом количестве нежелательное действие оказывают и некоторые металлы, прежде всего, медь, свинец и цинк, которые приводят к отравлению человеческого организма. Высокое содержание металла в продуктах уже становится нормой. Далее надо обратить внимание на влияние пахнущих жидкостей из моющих и дезинфицирующих сред, которое можно при правильных действиях легко устранить.

Специфические физические условия среды. Здесь необходимо обратить внимание на влияние температуры и световых лучей. Температура, прежде всего, длительная и относительно высокая по отношению к обычным условиям, ускоряет большинство химических, биохимических и физико-химических процессов, которые ухудшают запах, вкус, окраску и консистенцию плода. Аналогично нежелательно проявляется и воздействие низких температур. И кратковременное понижение температуры ниже точки замерзания замораживает, что проявляется в нарушении растительных тканей и клеток, что ведет после размораживания обычно к очень быстрой гибели фруктов и овощей. Световые лучи, прежде всего, солнечный свет, сильно влияют на некоторые специфические реакции, что проявляется в смене окраски, вкуса и запаха, прежде всего, в сторону ухудшения. Их действие, как правило, медленное.

Немикробиологические изменения.Сложный биохимический характер фруктов и овощей создает предпосылки к большому ряду изменений, которые часто приводят их за относительно короткое время к полной негодности.

Это изменения, вызванные механическим повреждением и некоторыми физико-химическими процессами. Механические повреждения нарушают, прежде всего, биохимическое равновесие плода тем, что прямо или косвенно расширяют и ускоряют это повреждение. На этом месте надо упомянуть о потерях, вызванных прямым нападением плодовых насекомых, грызущих с целью приобрести продукты или для откладывания яичек и закукливания. Кроме этих потерь пожирание или механическое повреждение неизбежно приводит к расширению инфекции, которая необязательно приводит к немедленному разрушению продуктов, но проявляет себя дополнительно при его потреблении.

Предупредительные меры против инфекции. Интенсивность процессов распада в определенной среде прямо зависит от количества и жизнеспособности микробов и косвенно зависит от устойчивости среды. Поэтому требуется ограничить или как можно больше снизить доступ инфекции как к продуктам путем их переработки, так и к окружающей среде, например, упаковкой. Чистая рабочая среда, чистота посуды и инструмента, промытых гигиенически безвредной водой, являются поэтому очевидными требованиями. Большой проблемой является микробиологическая чистота добавляемого сырья, которое хотя в первоначальном состоянии и не загрязненное, но может стать источником инфекции.

Высокую зараженность – высокое содержание микроорганизмов – может иметь, например, сахар, соль и все пряности. Часто также забывают засохшие остатки сахара и остатки прежних продуктов в банках, которые при мытье трудно устранить. Поэтому сначала необходимо, прежде всего, многократно использованные для консервирования, банки заранее хорошо вымыть. Такие засохшие комки могут способствовать порче и хорошо про стерилизованных продуктов. Засохшие комки необходимо растворить или при мытье или при стерилизации, иначе это произойдет намного позже, при укладке выстерилизованных консервов. Споры микроорганизмов, которые имеют многие выносливые формы, переносящие консервирование, могут все испортить.

Обработка среды – обычно придание большего или меньшего количества способных к химическому воздействию веществ – приводит к угнетению различных микробов в продуктах.

При этом не происходит уничтожение спор. Обычно происходит приостановка или ограничение жизнедеятельности и вегетации колоний микроорганизмов, что препятствует их размножению. Воздействие реагента зависит от его активности, действующих условий среды и концентрации. Основным недостатком этого способа консервирования является добавка нового, с точки зрения продуктов, чужеродного вещества. Некоторые ранее использовавшиеся химикалии оказались вредными для здоровья веществами и их использование как консервантов недопустимо (салициловая кислота), другие приводили к нежелательным изменениям органолептических свойств, т. е. вкуса, окраски, запаха и консистенции. Всеобщее использование химических консервантов стали ограничивать и там, где это технически и производственно возможно, применяют выгоднейшие способы консервации, преимущественно пастеризацию и стерилизацию. В промышленную продукцию могут быть положены химические консерванты вместе с другими, при этом их концентрация обязательно указывают. Из чистых химикалий для целей консервации используют преимущественно двуокись серы, бензойную кислоту, муравьиную и сорбиновую кислоты.

Двуокись серы (SО2). При нормальных условиях это бесцветный удушливый газ, в воде образует 6%-ный раствор. В малых количествах чаще всего употребляют в виде кристалликов или спрессованного в таблетки калиумпиросульфита. Окисленные на воздухе эти кристаллики распадаются на белый порошок, поэтому их надо хранить только в хорошо закрывающихся пузырьках. Они хорошо растворяются в воде и в лучшем случае могут высвободить при растворении не менее 50% SО2 (при сульфитации винограда, капусты и т. п.).

Серными фитилями, которые при горении выделяют газ SО2, обезвреживают бочки и меньшие емкости для фруктов. При кипячении из продуктов выделяется большой объем двуокиси серы. Двуокись серы обесцвечивает преимущественно антоциановые красители (красный, синий). Готовые продукты должны содержать не более 0,02% SО2. Такая концентрация не вредна для здоровья.

Бензойная кислота (С6Н5СООН). Бесцветное, кристаллическое или чешуевидное вещество без запаха, с наивысшей растворимостью в воде 0,21%.

Поскольку используется для производства нерастворенной (в порошке), ее надо хорошо размешать. В воде она плохо растворима, поэтому часто используют хорошо растворимый бензоат натрия. Бензоат натрия – белый кристаллический порошок сладковатого вкуса и раздражающего запаха с наивысшей растворимостью 61 весовая часть на 100 весовых частей воды. Обычно используют 10—12%-ный водный раствор.

Бензойная кислота влияет, прежде всего, на вкус изделия и может в различных концентрациях давать большие различия. Некоторые светлые фрукты могут потемнеть. Кипятить с изделием можно только незначительно. Используют при консервировании только кислых продуктов. В некислой среде мало очищает, не действует, прежде всего, на некоторые патогенные организмы. Готовые изделия должны содержать не выше 0,15% бензойной кислоты. Одна часть бензойной кислоты может заменить 1,33 части бензоата натрия. Из-за ее слабого консервирующего действия ее иногда комбинируют с соответствующим количеством других химических консервантов, прежде всего, SО2.

Муравьиная кислота (НСООН). В концентрированном состоянии – это бесцветная жидкость, со жгучим вкусом и запахом, сильно кислая и едкая. На это надо обратить внимание при работе с ней. На практике используют водные растворы разной концентрации (50%, 80%).

Муравьиная кислота не меняет цвет или запах консервированных продуктов и в разных концентрациях не влияет на вкус. Немного разрушает в продуктах желеобразующие вещества – пектины. Но значительно агрессивнее по отношению к металлам. При кипячении с продуктами частично испаряется в равной пропорции с водой.

При снижении объема вещества на половину испарением воды при 100 °С, также снижается на половину и содержание кислоты. Использование кислоты для получения сильно кислой среды не рекомендуется. Готовые продукты должны содержать не более 0,15% муравьиной кислоты. Из-за слабого консервирующего воздействия на некоторых комбинатах применяют уменьшенную порцию кислоты в консерванте и добавляют половинную порцию SО2 или бензоата натрия.

Сорбиновая кислота (C6H802). Сорбиновая кислота представляет собой белый порошок без вкуса и запаха, с наивысшей растворимостью в воде 0,2%, хорошо растворяется в спирте. Растворяется в воде сорбит натрия или калия. В любых концентрациях не меняет органолептических свойств (вкуса, запаха, цвета и консистенции). Кипятить с продуктами из-за ее низкой текучести можно. Используют при консервировании в кислых средах. Не действует против бактерий молочнокислого брожения, поэтому иногда ее используют при производстве маринованных огурцов.

В некислых средах в любых концентрациях не действует. В общем действует лучше, чем бензоат натрия. Готовые изделия могут содержать не более 0,05% сорбиновой кислоты. С выгодой ее используют в комбинации с SО2 в половинной пропорции и прежде всего в консервировании подслащенных и десертных фруктовых вин, хранимых в бутылках при нормальной температуре. Оптимальная концентрация – 0,15% сорбиновой кислоты и такое же количество SО2 с содержанием 10% спирта. При более высоком содержании спирта можно снизить содержание сорбиновой кислоты на 10% на каждый 1% спирта.

Салициловая кислота (С7Н603). Это бесцветный кристаллический порошок в форме игл сладковатого вкуса. Слаборастворимый в воде, хорошо растворяется в спирте. Как консервант хорошо использовать в сильнокислых средах. Салициловая кислота раньше широко использовалась в домашнем консервировании на основании рекомендаций в разных непрофессиональных журналах и в переводных заграничных статьях с указанием на то, что она содержится в невероятных количествах в некоторых фруктах. Салициловая кислота – вещество вредное для здоровья и запрещено для консервирования.