Предохранение пищевых продуктов от порчи осуществляется в основном двумя способами. Первым способом, на котором основано консервирование пищевых продуктов в герметической таре, является стерилизация. Продукт нагревают для уничтожения микроорганизмов и для предохранения от последующего загрязнения его укладывают в герметическую тару. Второй способ обеспечивает сохранение пищевого продукта путем торможения развития микроорганизмов-возбудителей порчи; эта цель может быть достигнута различной обработкой пищевого продукта, в результате которой активность микроорганизмов задерживается или замедляется. Обработка продукта такими методами не всегда связана с уничтожением микроорганизмов (т. е. она не дает гермицидного или фунгицидного эффекта), при устранении или снижении воздействия, тормозящего развитие микроорганизмов, пищевой продукт подвергается порче.

При рассмотрении зависимости между жизнедеятельностью микроорганизмов и способами консервирования пищевых продуктов необходимо уделить внимание наиболее распространенным из них, не требующим нагревания, так как обработанные такими способами продукты часто используются как сырье в производстве баночных консервов. Кроме того, консервирование некоторых пищевых продуктов (фрукты, джем, соуса и маринады) производится с применением как нагревания, так и тормозящих веществ. К главным методам, используемым в промышленном масштабе, относятся: замораживание, газовое хранение, сушка (обезвоживание), фильтрование, маринование, квашение, копчение, облучение и внесение так называемых естественных консервантов - сахара, соли, кислот и пряностей и химических консервантов - сернистого ангидрида и бензойной кислоты. Некоторые из этих методов применяются в сочетании один с другим, причем их действие является суммарным.

Замораживание

При низких температурах пищевые продукты сохраняются в силу торможения или предотвращения роста микроорганизмов-возбудителей порчи; если эти продукты совершенно свежие, то в них задерживается действие естественных автолитических ферментов.

Микроорганизмы, дающие рост при 0° и ниже, имеют оптимум в пределаех 15-20°; микроорганизмы с оптимумом около 37° дают очень медленный рост (или совсем никакого) при температуре ниже 5°. Психрофильные микроорганизмы способны к сравнительно быстрому росту при 0°; при этом, хотя интенсивность их роста ниже, чем при более высоких температурах, общее количество образовавшихся клеток может быть довольно велико. Микроорганизмами, обычно развивающимися при низких температурах, являются бактерии родов Achromobacter, Flavobacterium, Pseudomonas и Micrococcus; дрожжи типа Torulopsis и плесени родов Penicillium Cladosporium, Mucor и Thamnidium.

Нижний предел, при котором происходит рост микроорганизмов в пищевых продуктах, определяется не только температурой: весьма (Важным фактором является количество воды, вымороженной из среды. В процессе образования льда рост бактерий задерживается, между тем как плесени и дрожжи при этих условиях преобладают, так как они лучше выдерживают высокое осмотическое давление, получающееся в результате концентрирования растворенных веществ вследствие отделения воды в виде льда. По этой же причине рост бактерий на переохлажденной среде происходит при более низких температурах, чем на замороженной среде. Рост бактерий на переохлажденной среде может происходить при -7°, в то время как предельная температура роста на замороженной среде составляет около -3°. Микроорганизмы, способные выдержать высокую концентрацию растворенных веществ, могут быть чрезвычайно устойчивыми к действию низких температур; отмечен также рост галофильных бактерий на беконе и осмофильных дрожжей в концентрированном апельсиновом соке при температурах до -10°.

Предельная температура роста психрофильных микроорганизмов, включая бактерии, дрожжи и плесени, составляет от -5° до -10°, ближе к -7°. Установлено, что хранение при -5° не предотвращает развития дрожжей и плесеней на замороженном мясе, причем колонии появляются через 7 недель. Рост Pseudomonas, Lactobacillus, Monilia и Peicillium происходил при -4°, a Cladosporium и Sporotrichum – при -6,7°. Большинство пищевых продуктов, хранящихся в условиях ниже температурного интервала от -5 до -7°, могут рассматриваться как замороженные (т. е. не содержащие, жидкой фазы для поддержания роста микроорганизмов).

Замораживание вначале вызывает быстрое снижение количества жизнеспособных микроорганизмов. В зависимости от температуры, природы среды, типа микроорганизмов и других факторов число выживших микроорганизмов может затем подвергнуться дальнейшему медленному снижению или (в отношении к психрофильным микроорганизмам) начальное снижение может сопровождаться периодом задержанного размножения, а затем и роста выживших микроорганизмов. Предельные значения pH способствуют увеличению чувствительности микроорганизмов к холоду, между тем, как присутствие сахаров, глицерина и коллоидов оказывает защитное действие. Эти данные не относятся к бактериальным спорам, которые практически выдерживают обработку холодом или хранение в замороженном состоянии.

В отношении причины отмирания бактерий после обработки холодом мнения исследователей расходятся: одни объясняют его непосредственным воздействием холода, вызывающим гибель бактерий, - другие - механическим повреждением внеклеточными и внутриклеточными кристаллами льда, третьи - изменением содержащихся в клетках белков. Для подробного ознакомления целесообразно обратиться к работам, дающим подробное содержание различных теорий относительно отмирания бактерий под действием низких температур. Большинство исследователей указывают на то, что количество отмирающих бактерий не повышается при снижении температуры; Хейнс нашел, что отмирание бактерий было более быстрым при -1 до -5°, чем при -20°; другие исследователи наблюдали то же явление: бактерии и дрожжи подвергались большему разрушению при -10°, чем при -20°. При изучении процесса выживания микроорганизмов на замороженном мясе было найдено, что количество бактерий типа coli мало снизилось во время хранения при -18°, но уменьшилось в 10 раз после хранения при -4°.

В общем микроорганизмы чрезвычайно стойки к действию низких температур, даже патогенные виды выживают в течение длительных периодов. Многие виды бактерий и некоторые виды плесеней и дрожжей выживали в замороженной землянике в течение 3 лет. При изучении патогенных бактерий в быстро замороженной землянике (-18°) установлено, что Eberthella lyphosa выживает 6 месяцев, Staphylococcus aureus - 5 месяцев и бактерии типа Salmonella - 1 месяц.

Обстоятельный обзор исследований, касающихся действия замораживания на микроорганизмы, опубликован в 1955 г.

Газовое хранение

Значительное снижение количества микроорганизмов-возбудителей порчи достигается путем изменения состава воздуха в помещении, где хранятся пищевые продукты. Торможение роста облигатных аэробов, например плесеней, может быть достигнуто при хранении в полностью анаэробных условиях, однако некоторые плесени способны выдерживать очень низкое содержание кислорода; установлено, что потребность в кислороде у плесени сильно колеблется.

Промышленные способы, например вакуум-упаковка и упаковка, при которой воздух замещается инертным газом, предотвращают прогоркание и другие окислительные реакции, но не обеспечивают полного торможения роста плесеней.

При холодильном хранении сырых (свежих) пищевых продуктов (мясо, яйца, плоды, овощи) введение углекислоты, озона, сернистого ангидрида или треххлористого азота в атмосферу хранилища тормозит рост микроорганизмов, увеличивая тем самым сохранность пищевых продуктов.

Прорастание спор плесеней задерживается при содержании в воздухе 4% углекислоты; при 20%-ном содержании углекислоты скорость роста микроорганизмов составляет 1/2-1/5 по сравнению с хранением в воздушной среде, причем торможение роста тем резче, чем ниже температура. Для полного торможения роста плесеней и бактерий на мясе оптимальным является 40%-ное содержание углекислоты, но эта концентрация оказывает отрицательное действие на качество мяса (потеря цвета).

При 20%-ной концентрации и умеренных сроках хранения цвет мяса изменяется совершенно незначительно, а рост микроорганизмов-возбудителей порчи все еще задерживается в значительной степени. На практике применяется 10%-ная концентрация углекислоты; в таких условиях охлажденное мясо не подвергается микробиальной порче в течение 60-70 дней. Применение углекислого газа в низких концентрациях дает возможность удлинить сроки хранения охлажденной свинины, баранины. Опытами по хранению яиц в присутствии углекислого газа установлена необходимость балансирования благоприятных и неблагоприятных условий, обзор которых приводится в вышеуказанной работе.

Дыхание и созревание плодов могут быть задержаны хранением в атмосфере с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа. Ввиду того, что перезревшие плоды подвержены микробиальной порче, использование углекислого газа в сочетании с холодильным хранением практиковалось для предотвращения порчи семечковых плодов - яблок и груш. Требуемая для этого концентрация колеблется в зависимости от вида и даже сорта (помологического) плодов; как правило, для предотвращения загнивания плодов требуются довольно высокие концентрации углекислого газа.

Преимущества и недостатки озонирования атмосферы освещены в обзоре, опубликованном в 1938 г. Основным и вполне очевидным возражением против применения такого сильного окисляющего агента, как озон, является прогоркание продуктов (мяса, бекона, колбасных изделий, сливок, сливочного масла, яичного порошка и др.) даже при концентрациях озона в пределах 50-100 частей на 1 млн. частей воздуха (0.005%-0.01%). При температурах замораживания достаточно концентрации 0,0003 % для торможения роста плесеней и бактерий, но длительная экспозиция действию озона даже при такой низкой концентрации вызывает прогоркание сливочного масла и других пищевых продуктов. Равновесная концентрация в 0,0003% озона оказывает почти одинаковое гермицидное действие независимо от того, применяется ли она непрерывно в течение двух двухчасовых периодов или одного трехчасового периода в день.

Применяя такие кратковременные экспозиции, можно с успехом хранить многие виды пищевых продуктов. Для хранения говяжьего мяса при температурах охлаждения рекомендуется экспозиция действию 0,00025-0,0003% озона в течение двухчасовых периодов дважды в день; в таких условиях срок хранения может быть увеличен от двух до восьми недель. Некоторые исследователи сообщали, что микроорганизмы могут акклиматизироваться в атмосфере озона. Однако автор вышеуказанного обзора утверждает, что несмотря на многочисленные исследования, он не наблюдал такого явления у плесеней на говяжьем мясе.

Озонирование оказалось наиболее эффективным при хранении яиц, когда усушка за счет испарения влаги вызывает значительные затруднения, если только не обеспечена надлежащая относительная влажность воздуха. Если относительную влажность воздуха повышают для предотвращения указанной усушки, яйца начинают быстро плесневеть, и для борьбы с этим видом порчи озон является весьма эффективным. При условии нормальной чистоты яиц для предотвращения заплесневения требуется присутствие минимальной концентрации (0,00006%) озона в воздухе помещения, в котором хранятся ящики с яйцами, и при этом обеспечивается возможность хранения яиц в течение восьми месяцев при -0,6° и 90% относительной влажности; по истечении этого срока яйца по свежести нисколько не отличаются от хранившихся в течение нескольких дней. Согласно данным Саммера, бактерицидная активность озона значительно увеличивается при повышении относительной влажности воздуха, но практически сводится к нулю, если эта влажность ниже 50%.

Озон весьма эффективен в отношении увеличения сроков хранения сырых плодов (земляники, малины, винограда и др.), но он не предотвращает загнивания цитрусовых плодов.

В 1950 г. была опубликована работа, показавшая, что порча винограда, вызванная плесенью Botrytis, была снижена чередующимся применением сернистого ангидрида (2%-ной концентрации) и замораживания. Для борьбы с плесневением цитрусовых плодов и других продуктов был использован также треххлористый азот. Недостатком того и другого газа является их высокое корродирующее действие, кроме того, треххлористый азот нестоек и его приходится регенерировать по мере надобности.

В связи с газовым хранением следует указать, что срок хранения любого продукта обусловливается в основном его начальным микробиальным загрязнением. Для получения максимального эффекта при газовом хранении необходимо принимать всяческие меры предосторожности против загрязнения продукта перед закладкой его на хранение. Для уничтожения большого количества микроорганизмов с активным ростом требуется значительно более высокая концентрация озона, чем для малых количеств.

Снижение содержания влаги в продукте

Под этим заголовком можно рассматривать и обезвоживание (сушку) и добавление сахара, так как обе эти операции снижают влагосодержание до величины, при которой рост микроорганизмов предотвращается.

За исключением осмофильных дрожжей, изучение которых представляет особую задачу, плесени менее требовательны в отношении влаги, чем прочие микроорганизмы. Поэтому, для удовлетворительного сохранения пищевых продуктов содержание в них влаги должно быть ниже минимума, допускающего рост плесеней.

Истинным показателем чувствительности продукта к воздействию плесеней является не общее содержание влаги, а доступность ее. Например, в джеме влага недостаточно доступна для роста плесеней, между тем как в зерновых продуктах влага может быть лучше использована ими, несмотря на более низкое ее содержание. Доступность воды наиболее удобно выражать в показателях равновесной влажности.

Минимальная относительная влажность, необходимая для развития плесеней обычных видов, колеблется в зависимости от вида плесени в пределах 75-95%, причем наиболее устойчивыми к низкой относительной влажности воздуха являются виды Aspergillus и Penicillium. Критическая относительная влажность для роста плесеней на муке составляет 75%. Опытами установлено, что критическая относительная влажность повышается со снижением температуры; рост плесеней задерживается: при 20°, если относительная влажность равна 79% (влагосодержание 16%); при 15°, если относительная влажность равна 82,5% (влагосодержание 16,5%); при 5°, если относительная влажность равна 85% (влагосодержание 17,4%). Наиболее низкая относительная влажность, при которой наблюдался рост плесеней, составляла 85%. Опытами, проведенными в 1943 г., установлено, что минимальная относительная влажность для роста плесеней на обезвоженном мясе несколько ниже 75%. Автор данной книги наблюдал присутствие плесеней на джеме при относительной влажности 74%, но при более низкой относительной влажности роста не было. Исследование подверженности к плесневению многих продуктов показало, что при относительной влажности 75% на сыре после одногодичного хранения происходит лишь незначительный рост плесеней. На основании этого был сделан вывод, что при определении предельной относительной влажности, допускающей рост плесеней, играют важную роль водопоглощающие свойства продукта. Грибы для развития мицелия способны получать влагу непосредственно из атмосферы только при 100%-ной относительной влажности воздуха.

Присутствие ядовитых веществ, pH среды, пищевая ценность продукта для плесеней влияют на величину предельно допустимой влажности, но при этом можно утверждать, что пищевые продукты, для которых относительная влажность ниже 74%, как правило, устойчивы против плесени. Следовательно, горошек, зерновые и тому подобные сухие продукты должны быть обезвожены до влагосодержания, при котором равновесная влажность будет ниже, указанного предела. Точно так же, в продуктах, консервированных сахаром, растворенные вещества (сахар) должны находиться в концентрации, достаточной для снижения относительной влажности до той величины, которая необходима для торможения развития плесени.

Колебания температуры во время хранения могут способствовать плесневению продуктов в герметически укупоренной таре, так как внезапное охлаждение может вызвать временно локализованную конденсацию влаги или избыточную влажность сверх равновесной для данного продукта.

При равных концентрациях осмотическое давление сахаров в растворе тем выше, чем ниже молекулярный вес сахаров. Поскольку упругость паров растворов уменьшается при повышении осмотического давления, моносахариды (глюкоза, фруктоза) оказывают большее влияние на снижение влажности воздуха, чем сахароза. Так варенье, содержащее 65% сахара в виде сахарозы, более подвержено плесневению, чем аналогичный продукт, содержащий также 65% сахара, но в котором часть последнего составляет инвертный сахар. При исследовании консервирующего действия различных сахаров было установлено, что в отношении бактерий эффективность воздействия сахаров располагается в следующем порядке: фруктоза > глюкоза > сахароза > лактоза. Термофильные бактерии более чувствительны к действию сахаров, чем стрептококки. В отношении развития дрожжей фруктоза и глюкоза были одинаково эффективными при концентрациях на 5-15% ниже сахарозы. Порядок эффективности сахаров в отношении плоскокислых термофилов составляет: глюкоза > фруктоза > сахароза. В отношении дрожжей и плесеней тормозящее действие глюкозы сильнее, чем сахарозы, взятой в равной концентрации. Смесь из равных количеств разных сахаров обладала тормозящими свойствами, промежуточными по сравнению с отдельными видами сахара.

Осмофильные дрожжи способны выдерживать высокие концентрации сахара и вызывать порчу меда, шоколадных начинок, джема, мелассы и других продуктов, в которых содержание сахара достигает 80%. Наиболее активными возбудителями порчи являются дрожжи, относящиеся к роду Saccharomyces согласно классификации дрожжей, предложенной в 1952 г. Кондитерские продукты с относительной упругостью паров на своей поверхности менее 69% устойчивы против порчи осмофильными дрожжами. Разработан простой способ определения относительной упругости паров на поверхности кондитерских изделий по степени расплывания различных кристаллов под действием той или иной равновесной влажности. У продуктов с низким содержанием белков критическая влажность, при которой происходит забраживание, значительно ниже, чем у продуктов, богатых белками. При этом установлено, что для продуктов с влажностью выше критической точки добавление 10% инвертного сахара во многих случаях вызывает значительное снижение относительной упругости паров на поверхности этих изделий. Американскими исследователями составлена таблица равновесной упругости паров для различных сахарных растворов и дана эмпирическая формула, при помощи которой можно вычислить равновесную упругость паров джемов, шоколадного крема, сливочной карамели и др. Роль осмофильных дрожжей в порче пищевых продуктов хорошо освещена в работах 1942 и 1951 гг.

Сохранение большинства видов консервов в герметической таре путем контроля влагосодержания вряд ли возможно. Подобный контроль, однако, применяется в отношении некоторых продуктов, консервированных в жестяной и стеклянной таре, например к зерновым продуктам (овсяная мука, манная крупа) и к изготовленным на сахаре (джем, цукаты, конфеты и сгущенное молоко с сахаром). Как правило, сладкое сгущенное молоко нестерильно, но присутствующие в нем микроорганизмы не способны к росту. Некоторые виды джема и мармелада с относительно низким содержанием сахара (около 60%) для предотвращения порчи следует подвергать тепловой обработке.

Применение соли

Механизм действия соли в качестве консерванта для пищевых продуктов изучен еще недостаточно, но, по-видимому, дело заключается не только в осмотическом эффекте. По данным Шпейгельберга, осмотическое давление, при котором прекращается рост бактерий, значительно ниже для соли, чем для сахаров. Концентрация соли, необходимая для задержания роста микроорганизмов в пищевом продукте, зависит от ряда факторов, включая величину pH, температуру, содержание белков и присутствие тормозящих веществ, например кислот. Содержание воды имеет основное значение, и наиболее важна концентрация воды в водной фазе, а не содержание ее во всем продукте. Тормозящее действие соли на рост бактерий повышается при понижении температуры с 21 до 10°. В другой работе приводятся данные, показывающие, что количество соли, требующееся для торможения роста плесеней, снижается при снижении температуры, причем при 0° достаточно 8% соли, между тем как при комнатной температуре необходимо содержание соли 12%. Неоднократно доказывалось влияние состава среды на стойкость микроорганизмов к действию соли: в 1939 г. опубликовано сообщение о том, что микроорганизмы обнаружили более высокую стойкость к действию соли в огуречном рассоле, чем в бульонах с одинаковым содержанием соли; позднее было установлено, что рост галофильных бактерий может стимулироваться или тормозиться путем варьирования содержания белков в среде. Влияние величины pH на стойкость к действию соли изучали Джослин и Крюсс в 1929 г.; они установили, что понижение значений pH вызывало резкое снижение стойкости по отношению к соли у различных видов дрожжей и плесеней.

Немецкий исследователь Шуп предложил разделение бактерий на три группы по отношению к действию на них соли:

1) не галофильные - не дающие роста при высокой концентрации соли;

2) облигатные галофилы - растущие только при высоких концентрациях соли;

3) факультативные галофилы - растущие при высокой и при низкой концентрации соли.

Однако в более поздней работе было высказано сомнение в существовании истинных облигатных галофилов. Изучавшиеся этими исследователями галофилы не развивались на средах с низким содержанием соли, если в качестве посевного материала использовались 30-дневные и более старые культуры. Другим исследователем было показано (в противоположность общепринятому мнению о том, что галофильные бактерии живут исключительно в соленой среде, например соли, полученной естественным испарением воды, морской воде, на рыбе), что фактически галофильные бактерии широко распространены в природе и могут быть выделены в среде с 25%-ным содержанием соли из материалов, не содержащих соли, включая стоячую воду, серные источники, навоз и почву, при условии наличия инкубационного периода 90 дней.

Широкое разнообразие типов галофилов, о котором сообщалось в литературе, показывает, что типичной галофильной флоры не существует, имеется много микроорганизмов с большим разнообразием морфологических и биохимических свойств. Рост того или другого вида может происходить при разных концентрациях соли, вплоть до насыщенного состояния. Патогенные микроорганизмы, как правило, более чувствительны к действию крепких растворов соли, чем сапрофитные виды, а палочковидные более чувствительны, чем кокки. Таннер и Эванс сообщали, что рост Clostridium botulinum прекращается при концентрации соли 6,5-12%, причем критическая концентрация зависела от среды. Опубликовано также сообщение о подавлении роста Clostridium welchii и Cl. sporogenes при 5,7-7,4% содержания соли, причем опять-таки критическая концентрация зависела от среды. Рост Clostridium Saccharobutyricum замедляется при содержании в среде 2,9-5,3% соли. Нунхеймер и Фэбиан установили, что хлористый натрий в 15-20%-ной концентрации предотвращает рост некоторых вызывающих пищевые отравления стафилококков, а концентрации в 20-25% оказывают на них летальное действие.

Ливингстон исходил из того, что сферическая форма представляет наименьшую поверхность для водного обмена и поэтому является желательной в концентрированных растворах; при этом следует отметить, что микрококки как группа обычно обнаруживают высокую солеустойчивость и многие их виды свободно развиваются в присутствии 25% соли.

Многие виды бактерий, дающие рост на крепких солевых растворах, являются хромогенными и вызывают порчу соленой рыбы и шкур, изменяя их окраску. Неслогообразующая анаэробная палочка, выделенная и описанная Баумгартнером, развивалась в среде, насыщенной солью. Этот микроорганизм является возбудителем порчи с образованием газа в нестерилизованных соленых рыбных продуктах - паштетах и рыбных соусах. Порча эта может быть полностью предотвращена понижением значения pH в таких продуктах до 5,5 и ниже.

Пленчатые дрожжи дают рост в растворах с 24%-ным содержанием соли. Дрожжи этого вида растут на поверхности рассолов овощных маринадов и, окисляя молочную кислоту, образующуюся в процессе брожения овощей, тем самым уменьшают устойчивость этих продуктов. Плесени могут проявлять такую же нежелательную активность. Согласно данным Таннера, рост плесеней может происходить в присутствии 20-30% соли.

В связи с посолом мяса было отмечено, что многие микроорганизмы могут выдерживать высокие концентрации соли в рассолах, содержащих крупные куски мяса; по-видимому, рост происходит на пограничных поверхностях рассола и животных тканей и протекает очень медленно в чистом рассоле. В настоящее время имеется еще очень мало данных о таком росте.

Применение кислот

Действие кислот в отношении предотвращения развития микроорганизмов может относиться за счет концентрации водородных ионов или за счет токсичности недиссоциированных молекул или анионов. В отношении минеральных кислот токсическое действие связано с концентрацией водородных ионов; токсичность же органических кислот не (пропорциональна степени их диссоциации и относится в основном за счет действия недиссоциированных молекул или анионов.

Дрожжи и плесени значительно менее чувствительны к действию высокой концентрации водородных ионов, чем бактерии. Оптимальные значения pH для большинства видов бактерий находятся в нейтральной зоне, и бактерии не способны развиваться при pH ниже 4,5. Наиболее кислотоустойчивыми бактериями являются группы Lactobacillus, и Clostridium butyricum, растущие при pH около 3,5; плесени и дрожжи, лучше всего развивающиеся при pH 5,0-6,0, могут переносить pH 2,0 и даже ниже.

Для консервирования пищевых продуктов наиболее широко применяются уксусная и молочная кислоты. Исследованиями установлено, что уксусная кислота является лучшим консервантом по сравнению с молочной кислотой для маринадов; известно также, что для бактерий, дрожжей и плесеней уксусная кислота более токсична, чем молочная. При подкислении среды уксусной кислотой рост бактерий тормозится при pH 4,9, Saccharomyces cerevisae - при pH 3,9, Aspergillus niger - при pH 4,1; соответствующая титруемая кислотность составляет 0,04, 0,59 и 0,27%. При этом следует отметить, что указанные значения кислотности относятся к торможению роста нескольких видов в среде, приготовленной в лаборатории; в промышленной практике требуются более высокие концентрации уксусной кислоты (1,5-2%) для предотвращения порчи таких продуктов, как соусы, маринады и пр.

Добавление 5% соли или 20.1% сахара не дает возможности значительно снизить количество кислоты, требующееся для предотвращения роста микроорганизмов. В нетоксической концентрации уксусная кислота стимулирует рост плесеней, являясь для них источником энергии. Установлен (на основании величины pH) следующий порядок кислот по их консервирующему и гермицидному действию на бактерии: уксусная > лимонная > молочная кислоты; по количеству кислоты: молочная > уксусная > лимонная; для дрожжей: уксусная > молочная > лимонная кислоты независимо от значения pH или концентрации кислоты. Отмечено также, что комбинация сахара с соответствующим количеством кислоты делает эту смесь гермицидной. В работе с плоскокислыми термофилами был установлен следующий порядок гермицидного действия кислот при pH 5,5: лимонная > уксусная > молочная.

Количество глюкозы, требующееся для оказания гермицидного действия на штаммы стафилококков, может быть снижено на 50% при применении ее в комбинации с кислотой, взятой в половинной концентрации против тормозящей. Количество соли может быть снижено только на 30%, а сахарозы - на 20% для сохранения гермицидного действия. Было исследовано гермицидное действие пищевых кислот против заболеваний, вызванных потреблением газированных напитков. В концентрации 0,02 N (приблизительная крепость раствора, применяемая в напитках) порядок активности кислот в отношении разрушения Escherichia coli при 30° был следующим: винная > гликолевая > фосфорная > молочная > уксусная > лимонная. Температурные коэффициенты скорости разрушения микроорганизмов колебались в зависимости от вида кислоты; порядок их эффективности при 30° был следующим: винная > фосфорная > молочная > лимонная кислота, а при 0,6° - фосфорная > молочная > винная > лимонная. Токсичность 0,02 N раствора молочной и лимонной кислот увеличивалась при добавлении 10% сахарозы или 2,5 объемов углекислого газа. При исследовании действия уксусной кислоты на вызывающие порчу продукта дрожжи, выделенные из сладких маринадов промышленного производства, было установлено, что добавление сахара или бензойнокислого натрия понижало количество уксусной кислоты, необходимое для консервирования. В этой работе приводится график, при помощи которого можно установить на основании содержания сахара и кислоты, является ли данный маринад устойчивым к росту дрожжей, вызывающих порчу.

При изучении фунгистатического действия жирных кислот было установлено, что в пределах значений pH 2-8 многие из этих кислот были эффективными в отношении предотвращения роста плесеней. Уксусная кислота была весьма эффективной при pH ниже 5,0, причем ее количество, необходимое для торможения роста, было тем ниже, чем меньше было значение pH; при pH 2,0 было достаточно менее 0,04 моля уксусной кислоты, между тем как при pH 5,0 требовалась концентрация от 0,08 до 0,12 моля. При том же значении pH пропионовая кислота была эффективной в более низких концентрациях, чем уксусная кислота, и сохраняла свою активность до pH 6,0-7,0.

Пропионовая кислота и ее соли широко рекомендовались для предохранения пищевых продуктов от порчи, но ее применение не разрешено пищевым законодательством Великобритании. Было установлено, что пропионовокислый кальций предохраняет хлеб от появления так называемой тягучести (клейкости). Установлено также, что пропионовая кислота препятствует поверхностному росту плесеней на сливочном масле. Кислота действует активнее ее натриевой соли. Важно также влияние pH среды. Установлено, что пропионовокислый кальций эффективно предохраняет от роста плесеней фруктовое желе, глазированное желе и подобные им продукты.

В 1945 г. впервые было отмечено фунгистатическое действие сорбиновой кислоты; последующими многочисленными исследованиями была подтверждена эффективность этой кислоты в подавлении роста грибов. Исследованиями действия сорбиновой кислоты в качестве замедлителя роста пленчатых дрожжей при ферментации огурцов было установлено, что 0,1%-ная концентрация этой кислоты полностью тормозила рост плесеней и дрожжей, не оказывая заметного действия на нормальный процесс молочнокислого брожения. Позднее было выявлено, что 0,05% сорбиновой кислоты было достаточно для торможения роста плесеней на сыре. Сорбиновая кислота активна также при опрыскивании ею оберток для сыра. В настоящее время сорбиновая кислота пока еще не является консервантом, дозволенным законом, но последние исследования показали, что она менее токсична, чем бензойнокислый натрий.

Химические консерванты

В санитарном законодательстве термин «консервант» определяется как любое вещество, способное препятствовать, замедлять или прекращать процессы брожения, закисания или другие виды порчи и загнивания пищевых продуктов. Из этой рубрики исключаются такие вещества, как соль, селитра, сахар, молочная и уксусная кислоты, глицерин, спирт, пряности, эфирные масла и душистые травы. Многие химические вещества обладают консервирующим действием в силу того, что, соединяясь с протоплазмой микроорганизма, они оказывают токсическое действие на клетку. Это действие не ограничивается протоплазмой микробов, но относится к протоплазме вообще, причем вещества, токсичные для микроорганизмов, обычно вредны и для тканей тела.

По этой причине добавление в пищевые продукты консервантов, за немногими исключениями, воспрещается законодательством Великобритании. Дозволенными консервантами в этой стране являются: сернистый ангидрид (включая сульфиты), бензойная кислота (включая ее соли) и дифенил (в применении к оберткам для импортированных цитрусовых плодов). Сернистый ангидрид и бензойная кислота разрешаются к применению лишь в строго контролируемых количествах в продуктах некоторых видов. Применение нитритов в ограниченных количествах допускается для бекона, ветчины и вареной солонины.

Действие консервантов в значительной степени обусловливается рядом факторов, подробное рассмотрение которых выходит за пределы данной книги. Ниже приводится краткая характеристика, выявляющая их практическое значение. Активность консерванта главным образом зависит от его концентрации. При достаточной концентрации действие консерванта может быть летальным для микроорганизмов. При более низкой концентрации происходит торможение роста, но не отмирание микроорганизмов, а в очень малых концентрациях токсическое действие полностью отсутствует и развитие микроорганизмов может даже стимулироваться. Степень разведения, необходимая для осуществления указанных воздействий, колеблется в зависимости от вида консерванта; при одинаковой степени разведения двух разных консервантов токсичность их может быть совершенно различной. Для определения влияния степени разведения на активность консерванта применяется цифровое выражение - коэффициент концентрации.

Температура оказывается весьма важным фактором активности консервантов. В общем токсичность консерванта резко увеличивается при повышении температуры. Степень возрастания токсичности при данном повышении температуры характеризуется температурным коэффициентом. Температура действует не только на активность консерванта, но и на микроорганизмы. Если концентрация консерванта достаточна лишь для торможения роста микроорганизма, то стимулирующее действие незначительного повышения температуры может превысить эффект, полученный при усилении активности консерванта. Однако при температурах, превышающих максимум для роста микроорганизмов, очень небольшие количества консерванта могут оказать заметное летальное действие.

Следует также рассмотреть такие факторы, как вид микроорганизма и количество их в данном продукте. Так же как и по отношению к другим вредным воздействиям, споры микроорганизмов более устойчивы против токсического действия химических консервантов, чем вегетативные клетки. Нельзя полагать, что данный консервант может быть одинаково эффективным в отношении всех видов микроорганизмов; даже различные штаммы одного и того же вида обнаруживают разную устойчивость против действия одного и того же консерванта. Количество присутствующих клеток может оказать влияние на активность консерванта; концентрация, достаточная для борьбы с незначительной инфекцией, может оказаться недостаточной при наличии большого количества микроорганизмов. В этой связи совершенно ясна необходимость ограждения консервированных продуктов даже от минимального обсеменения.

Помимо указанных факторов, весьма важное значение имеет природа пищевого продукта, к которому добавляется консервант. Концентрация водородных ионов оказывает резко выраженное действие на токсичность большинства консервантов, которая значительно повышается в кислой среде. Опубликованы данные, показавшие, что активность бензойной, салициловой и сернистой кислот увеличивается почти в 100 раз в крепкой кислоте по сравнению с нейтральным ее раствором. Джиллеспи, работавший со спорами В. fulva, установил, что при pH 3,0 было достаточно около 0,001 % сернистого ангидрида для предотвращения прорастания и для подавления жизнеспособности спор, между тем как при pH 5,0 для достижения того же эффекта потребовалось 0,024% сернистого ангидрида.

На степень диссоциации слабых кислот, например сернистой и бензойной, действует величина pH раствора; чем ниже значение pH, тем выше концентрация недиссоциированной фракции. Активность консерванта в большой степени зависит от этой концентрации. В 1953 г. Шельгорном был введен термин абсолютная активность для определения активности недиссоциированной фракции. Сравнение абсолютной активности различных консервантов показывает, что активность недиссоциированной сернистой кислоты в 100-500 раз превышает активность недиссоциированной бензойной кислоты по отношению к микроорганизмам, изучавшимся этим исследователем.

В присутствии органических веществ действие большинства консервантов задерживается. В некоторых случаях консервант может реагировать с органическими веществами, образуя соединения, инертные или менее токсичные, чем свободный консервант. Крюсс установил, что сернистый ангидрид вступает в соединение с сахарами и другими компонентами фруктового сока и что связанная его форма отличается очень низким консервирующим действием, причем при концентрации 0,6% она менее токсична, чем при концентрации 0,005% свободного сернистого ангидрида. Эти данные были позднее подтверждены Ингрэмом, который пришел к выводу, что консервирующее действие сернистого ангидрида осуществляется только его свободной формой (т. е. титруемой йодом).

Исчерпывающие сведения относительно консервирования пищевых продуктов химическими консервантами приводятся в двух работах английских исследователей.

Посол мяса

Посол мяса, помимо придания ему желательного цвета и вкуса, оказывает довольно значительное консервирующее действие. Реакции, вызывающие образование характерной красной окраски у вареной солонины, заключаются в связывании пигмента мышечной ткани миогемоглобина с окисью азота с образованием соединения азооксимиоглобина (миоглобина с окисью азота), который при нагревании переходит в стойкий красный пигмент азооксимиохромогеи. Источником окиси азота является нитрит, присутствующий в засолочном растворе или рассоле. Дальнейшие подробности процесса даны в работе Йенсена.

Как правило, рассол содержит 20-28% соли и нитрата, натрия (азотнокислый натрий) около 1/10 от веса соли. Практикуется введение рассола в мясо путем накачивания его для ускорения процесса диффузии соли в мясо. После накачивания рассола мясо погружают в рассол, в котором развиваются стойкие против действия соли бактерии, переводящие нитрат в нитрит. В засолочном рассоле присутствуют микроорганизмы разнообразных видов; с целью подавления микроорганизмов-возбудителей порчи процесс засола проводится при низкой температуре, примерно при 5°.

Было выдвинуто предложение в непосредственном добавлении в рассол нитрита без первоначального добавления нитрата. Однако последующими исследованиями установлено, что такой способ может привести к недостаточному консервированию, в особенности по отношению к консервам из солонины. В 1941 г. опубликован обзор более ранних работ по данному вопросу, которыми установлено, что присутствующий в мясе нитрат задерживает развитие гнилостных бактерий, причем 0,5% нитрата предотвращает прорастание опор Clostridium sporogenes, за исключением случаев сильного обсеменения. Опыты показали, что нитрат в концентрации, обычной для засоленного мяса, может вызвать снижение термостойкости гнилостных бактерий-возбудителей порчи. Подчеркивая значение присутствия нитрата в засоленном мясе, они указывают на значительное разрушение нитрита при нагревании мяса в результате реакции с белками. Были проведены исследования по изучению действия засолочных солей на рост и термостойкость Clostridium botulinum, в результате которых установлено, что в мясном агаре прорастание спор снижалось более чем на 70% в присутствии 0,1% нитрата натрия, 0,005% нитрита натрия или 2% соли. На основании этих данных был сделан вывод, что концентрации, применяемые в промышленной практике, могут вызвать полное торможение роста бактерий. Теми же исследованиями было доказано наличие очевидного снижения термостойкости Cl. botulinum при нагревании солонины; однако этот эффект относили за счет тормозящего действия засолочных солей. Когда подвергшаяся нагреванию солонина обрабатывалась жидкой культуральной средой таким образом, что получалось высокое разведение тормозящих солей, термостойкость указанных микроорганизмов не изменялась. Однако в фосфатном буфере с pH 7,0 соль, нитрат натрия и их смесь, по-видимому, вызывали снижение термостойкости при температуре ниже 110°. В пределах 110-112,7° заметного действия не обнаружено.

Ряд исследователей изучал действие консервантов в мясе на термостойкость гнилостного анаэроба и установили, что консерванты, применяющиеся при засоле мяса, не влияют на режим тепловой обработки, необходимый для стерилизации мяса. В более поздней работе изучалось действие консервантов, применяющихся при засоле мяса, на рост того же микроорганизма в мясе, подвергавшемся тепловой обработке; было установлено, что основным тормозящим фактором была соль (в концентрации З,5 кг на 100 кг мяса). Нитрат натрия (78 г на 45 кг мяса) и нитрит натрия (7,1 г на 45,4 кг мяса) не предотвращали порчи мяса, хотя нитрит натрия значительно замедлял прорастание спор. Соль и нитрат натрия, соль и нитрит натрия, а также комбинация этих трех консервантов оказались лишь немного более активными по сравнению с одной только солью. Отмечается, что некоторая противоречивость выводов относительно тормозящего действия консервантов, применяемых при засоле мяса, может относиться за счет колебаний в составе сред, в которых эти консерванты испытывались.

В этой связи следует отметить, что величина pH среды, по-видимому, недостаточно учитывалась в некоторых исследованиях. Было установлено, что в концентрации 0,02% нитрит натрия оказывал резко выраженное тормозящее действие и в некоторых случаях полностью тормозил рост микроорганизмов, вызывающих порчу рыбы в кислой среде (pH 6,0); при pH 7,0 это действие было совершенно незначительным. Йенсен, опубликовавший в 1954 г. обширный обзор литературы относительно действия применяемых при засоле консервантов на бактерии, указал, что засоленное мясо имеет кислую реакцию и что тормозящее действие нитрата, наблюдавшееся многими промышленниками, вырабатывающими мясные консервы в течение ряда лет, было обнаружено в кислых средах.

Копчение

Процесс копчения мяса и рыбы проводится после засола путем выдерживания их в дыме, получающемся в результате медленного сгорания деревянных опилок. В общем для этой цели предпочитаются твердые древесные породы - дуб, ясень и вяз; мягкие смолистые древесные породы для копчения непригодны, так как содержат летучие вещества, вызывающие появление неприятного привкуса в копченом мясе или рыбе. Процесс копчения осуществляется путем подвешивания продукта непосредственно над тлеющей древесиной или же путем получения дыма в камере и вдувания его воздуходувками по трубопроводам в помещение, в котором находятся подлежащие копчению продукты. Для получения высококачественных продуктов требуется тщательный контроль процесса.

Помимо сообщения продукту желательного вкуса, копчение оказывает резко выраженное консервирующее действие, частично относящееся за счет поглощения продуктом бактерицидных веществ, содержащихся в дыме. Исследованиями, проведенными в 1954 г., установлено, что консервирующее действие копчения, создается альдегидами, фенолами и алифатическими кислотами. В процессе копчения поверхностный слой продукта пропитывается указанными бактерицидными компонентами дыма, в результате чего отмирает большая часть неспорообразующих бактерий. Последующее микробиальное загрязнение продукта до некоторой степени снижается в результате остаточного консервирующего действия поглощенных бактерицидных веществ; присутствие соли и удаление воды, содержащейся в продукте, происходящее в процессе копчения, также повышают сохраняемость копченых продуктов. Микостатическое действие компонентов дыма от сгорания древесины не слишком сильно выражено, и копченые продукты более подвержены плесневению, чем бактериальной порче. В одном из опубликованных в 1949 г. исследований по копчению рыбы установлено, что значение pH поверхностных слоев в процессе копчения понизилось с 6,7 до примерно 5,9. Считают, что причиной этого снижения было поглощение кислых компонентов дыма, повысивших чувствительность присутствующих на рыбе микроорганизмов к действию бактерицидных агентов дыма.

Группа американских исследователей в 1954 г. изучала бактерицидное действие копчения на бекон. В результате было установлено, что температура коптильной камеры повышает бактерицидное действие дыма; колебания относительной влажности оказывают незначительное действие. Комбинированное действие густого дыма и высокой температуры (60°) снижало количество присутствующих в продукте бактерий в 100 000 раз.

В обзоре работ, опубликованном в 1954 г., приводится полная сводка исследований по изучению химического и бактериологического действия процесса копчения. Детальные сведения относительно методов копчения приводятся в работе, опубликованной Джонсом в 1942 г.

Презервирование со специями (пряностями)

Консервирующее действие некоторых специй и пряных растений установлено давно, причем имеются указания, что активность эфирных масел некоторых специй зачастую выше, чем у некоторых химических консервантов.

Во всех случаях задерживающее или токсическое действие специй и пряных растений приписывается эфирным маслам. Большинство исследователей приходят к выводу, что гвоздика, корица и горчица обладают более высоким консервирующим действием, чем прочие специи и пряности. В обзоре, опубликованном в 1933 г., приводятся данные по действию различных специй, пряных растений и их эфирных масел на дрожжи (Saccharomyces cerevisiae). Порошок черной горчицы обладает самым сильным консервирующим действием; на втором месте стоят гвоздика и корица. Кардамон, кумин, кориандр, тмин, сельдерейные семена, красный перец, мускатный орех, имбирь, майоран и прочие специи и пряности оказывают весьма незначительное консервирующее действие или совсем его не оказывают.

Было установлено, что летучее масло горчицы более сильный консервант, чем эфирные масла прочих специй и пряных растений. Летучее масло горчицы в концентрации 0,02 или 0,5% в порошке черной горчицы было более активным по сравнению с сернистым ангидридом и бензойной кислотой, взятых соответственно в концентрациях 0,035 и 0,06%. Американские исследователи, используя ряд бактерий в качестве тест-организмов, установили наличие значительных колебаний в устойчивости одного и того же вида микроорганизма к действию различных специй. Полученные ими данные показывают, что единственными специями, оказывающими на бактерии подавляющее действие даже в низких концентрациях, были молотые гвоздика и корица. Молотый ямайский перец и гвоздика оказывали тормозящее действие в концентрации 1%; горчица, мускатный орех и имбирь - в концентрации 5%. 50%-ная эмульсия эфирного масла горчицы в концентрации 0,1% оказывала слабое тормозящее действие, а в 1%-ной концентрации полностью задерживала рост бактерий.

В 1943 г. была проведена исследовательская работа по изучению активности ряда эфирных масел специй и их компонентов в отношении задержания роста поверхностной микрофлоры. В качестве тест-организмов применялись Saccharomyces ellipsoides, S. cerevisiae, Mycoderma vini и Acetobacter aceti. Полученными данными выявлено наличие колебаний в устойчивости этих микроорганизмов к действию специй. При этом было установлено, что эфирное масло горчицы обладало наиболее сильным термицидным действием; затем следовали корица, китайская корица (кассия) и гвоздика. На первом месте по токсичности компонентов специй был аллилизотиоцианат, карвакрол, затем следовали одинаковые по действию коричный альдегид и коричный амилацетат (циннамилацетат), метиловый эфир эвгенола и эвкалиптол. Гермицидное действие эфирных масел специй не имело связи с поверхностным натяжением. Считают, что токсичность эфирных масел специй развивается скорее за счет химических, а не физических факторов.

Более поздними исследованиями было установлено, что ввиду более высокой концентрации активного вещества эфирные масла специй являются более эффективными, чем цельные или молотые специи, в отношении предотвращения роста дрожжей в лабораторных средах. Эфирные масла корицы, горчицы, гвоздики, ямайского перца, лаврового листа, винтергриена (гаультерия) и мяты в концентрации 0,1 % в большинстве случаев полностью задерживали рост дрожжей. В концентрациях свыше 1% эфирные масла горчицы, корицы и гвоздики оказывали гермицидное действие на дрожжи в средах эфирное масло - глюкозный агар. При пробе с применением чашечно-пластинчатого посева эфирные масла ямайского перца, миндаля и лаврового листа также обнаружили гермицидное действие в отношении дрожжей. Эфирные масла аниса, лимона и лука были отнесены к категории бактериостатических веществ. В 1953 г.

Андерсон и др. провели работу по испытанию действия ряда эфирных масел на задержание роста микроорганизмов, вызывающих зависание пищевых продуктов (бактерии и дрожжи) в глюкозном бульоне. Наиболее активными оказались эфирные масла горчицы, чеснока, лука и корицы. В подкисленном бульоне задерживающее действие в отношении развития дрожжей большинства эфирных масел специй повышалось; исключение составил один штамм дрожжей, для задержания роста которого в подкисленном бульоне потребовалась более высокая концентрация эфирного масла, чем в бульоне с pH 7,2.

Приведенные выше и прочие исследования показывают, что консервирующее действие некоторых специй может иметь практическое значение, но применяемые для этой цели концентрации зачастую лимитируются вкусовыми свойствами продукта. В последних работах было уделено внимание изучению действия, эфирных масел специй на термостойкость пищевых микроорганизмов. Этот вопрос рассматривается также в главе VIII.

Квашение

Овощи, используемые в производстве маринадов, консервируют путем засола и квашения, помещая их в солевой раствор концентрацией 5-10% и подвергая самопроизвольному молочнокислому брожению. Соль снижает активность нежелательных микроорганизмов, но не препятствует росту молочнокислых бактерий и прочих видов микроорганизмов, которые переводят содержащиеся в овощах сахара в молочную кислоту.

В одном из отчетов по исследованию процесса брожения огурцов отмечается активность дрожжей в этом процессе. В более позднем исследовании было установлено, что в основном кислотность огуречного рассола в процессе брожения вызывается жизнедеятельностью Lactobacillus plantarum; прочие виды молочнокислых бактерий, например Leuoonostoe или газообразующие виды Lactobacillus, мало способствуют кислотообразованию.

Помимо молочной кислоты, образующейся в достаточном для консервирующего действия количестве, образуются в небольших количествах спирт, а также уксусная и пропионовая кислоты. Брожение протекает лучше всего при температуре около 25° и нормально заканчивается в несколько недель; при этом овощи должны иметь плотную консистенцию и быть прозрачными на вид. Конечная кислотность составляет около 1%. Процесс брожения может быть ускорен использованием слабых солевых растворов (около 5%), которые способствуют быстрому образованию высокой титруемой кислотности и получению низких значений pH при квашении огурцов. Повышение содержания соли замедляет кислотообразование; при этом общая кислотность снижается и получается рассол с более высоким значением pH.

Быстрое молочнокислое брожение желательно для снижения величины pH рассола до значения, при котором задерживается рост пектолитических микроорганизмов. Если допустить рост этих микроорганизмов в ранних стадиях процесса квашения, может произойти размягчение тканей плода. Для предотвращения такого размягчения в свежий солевой раствор с огурцами иногда добавляют некоторое количество активного рассола в качестве закваски.

Исследованиями, проведенными в 1950 г., установлено, что размягчение огурцов в рассоле в условиях промышленного производства вызывает фермент, схожий с полигалактуроназой; в этой же работе описан чувствительный метод выявления ферментов, расщепляющих пектин в огуречном рассоле.

В опубликованном недавно исследовании о размягчении засоленных огурцов было установлено, что преобладающие пектолитические микроорганизмы относились к категории Bacillus; они вызывали размягчение огурцов в тех случаях, когда нормальный процесс квашения задерживался, в результате чего величина pH рассола оставалась относительно высокой в течение нескольких суток.

По окончании процесса квашения овощей обычно практикуется повышение содержания соли по меньшей мере до 15% с целью содействия сохраняемости продукта. Для успешного хранения необходимо предотвратить рост пленчатых грибков; эти микроорганизмы окисляют кислоту, образующуюся в процессе брожения (квашения), и создают, таким образом, благоприятные условия для роста микроорганизмов, которые могут вызвать размягчение и обесцвечивание овощей.

Рост поверхностной микрофлоры у овощей, заквашиваемых в бочках, может быть предотвращен путем заполнения бочек до краев рассолом. В бродильных чанах, установленных под крышей, наблюдается быстрое пенообразование, между тем как в чанах, оставленных на открытом воздухе, пенообразования обычно не бывает вследствие того, что солнечные лучи задерживают развитие пленчатых микроорганизмов. Это обстоятельство естественно привело к необходимости облучать заквашенный продукт при помощи ртутных ламп для предупреждения пенообразования на поверхности бродильных чанов, установленных в помещениях, причем весьма эффективным оказалось ежедневное облучение в течение 30 мин. Прочими методами, рекомендуемыми для предотвращения пенообразования, являются: заливка поверхности рассола жидким парафином, использование подавителей поверхностного натяжения и заливка поверхности рассола эмульсиями эфирных масел специй, из которых наиболее активной оказалась эмульсия эфирного масла горчицы. Подробные сведения о квашении овощей в производстве маринадов приводятся в работе Крюсса.

Антибиотики

За последние годы в печати появилось много статей относительно консервирования пищевых продуктов антибиотиками. Эти работы относятся в основном к сохранению сырых пищевых продуктов или же к использованию антибиотиков в качестве дополнительного мероприятия в сочетании с пониженной тепловой обработкой консервов. Последний способ более подробно рассматривается в главе VIII.

В целях сохранения сырых пищевых продуктов были испытаны многие виды антибиотиков, причем некоторые из них обнаружили высокую бактериостатическую активность. В результате первой исследовательской работы в этой области, проведенной в 1946 г., была установлена непригодность пенициллина в качестве консерванта для молока. Была также проверена возможность использования антибиотиков для хранения мяса. Наиболее активной для предотвращения роста анаэробных микроорганизмов в мясе, хранившемся при 20°, оказалась смесь субтилина и стрептомицина; один стрептомицин был неэффективен.

Установлена непригодность субтилина для сохранения сырой рыбы. Довольно хорошие результаты были получены с применением хлоромицина в концентрациях 0,0025-0,005%, но наиболее активным оказался ауреомицин; даже в концентрации 0,001% он задерживал микробиальную порчу при 33-37° хранения. При температурах хранения рыбы и мяса от 0 до 21° наиболее активными антибиотиками в отношении предупреждения порчи были ауреомицин, террамицин и хлоромицетин (в порядке степени активности). Ауреомицин отличался резко выраженным свойством задерживать порчу измельченного мяса при применении в концентрациях от 0,00005 до 0,0002%, причем активность его была одинаковой и при погружении кусков мяса или рыбы в растворы, содержавшие 0,0005-0,001% антибиотика. Пенициллин, грамицин, субтилин и прочие антибиотики либо обладали более слабыми бактериостатическими свойствами, либо были вовсе неэффективными.

Тарр с сотрудниками установили, что использование льда, содержащего 0,0001% ауреомицина, значительно увеличивало сроки хранения рыбы. После хранения в обычном льде в течение 14 суток количество бактерий в рыбе составляло 190 млн. на грамм, а в рыбе, хранившейся во льду, обработанном ауреомицином, количество бактерий составляло лишь 20 млн. на грамм. В чистой морской воде, содержавшей 0,0002% ауреомицина, рыба сохранялась дольше, чем хранившаяся во льду обычным порядком.

На основании исследований сделано заключение о том, что пенициллин, бацитрацин и стрептомицин не предотвращают порчи сырого говяжьего фарша; хлоромицетин, ауреомицин и террамицин повышают срок хранения этого продукта в 2 раза при 10°. Опыты с использованием микроорганизмов, выделенных из мяса, показали, что названные выше три вида антибиотиков неодинаково активны в отношении различных микроорганизмов. Был также испытан способ введения ауреомицина в кровеносную систему мясной туши; этот способ позволял предотвратить глубинную порчу мяса при задержке передачи его на холодильное хранение.

Было исследовано также действие антибиотиков на микроорганизмы, вызывающие пищевые отравления и порчу пищевых продуктов, причем материалом служили начинки кремовых пирожных. Рост штамма Staphylococcus aureus, вызывающего пищевые отравления, и естественной термостойкой микрофлоры в указанных начинках был задержан на 2-3 суток при 37° субтилином в концентрации 0,01%. При сочетании террамицина в концентрации 0,0001% с субтилином в концентрации 0,011% консервирующее действие антибиотиков увеличивалось как в отношении патогенных (болезнетворных), так и непатогенных микроорганизмов. Ауреомицин и террамицин в малых концентрациях (0,00006-0,0001%) задерживали рост Staphylococcus aureus, но были неэффективными против микроорганизмов-возбудителей порчи пищевых продуктов. Более поздними опытами этих же исследователей установлена возможность задержания роста штаммов Salmonella в начинках для пирожных при действии субтилина с террамицином и температуре 37°.

Перечисленные выше и прочие исследования показывают, что некоторые антибиотики обладают ясно выраженной бактериостатической способностью. Однако возможность применения их в качестве консервантов на сегодняшний день сомнительна. Проведенные исследования имели экспериментальный характер; для промышленного применения антибиотиков в качестве консервантов необходимо дальнейшее их изучение. Помимо тщательного всестороннего выявления активности антибиотиков в качестве консервантов, необходимо также учесть возможность их вредного физиологического действия.

Ультрафиолетовое облучение

Летальное действие ультрафиолетовых лучей на микроорганизмы исследовалось в течение многих лет; создана обширная литература по этому вопросу. В некоторых случаях наблюдается недостаточная согласованность в результатах лабораторных опытов и промышленного применения этого облучения, что, по-видимому, объясняется применением разных источников излучения, разных методов определения летального действия и пр.

Проникающая способность ультрафиолетовых лучей очень низка; летальное действие ограничивается микроорганизмами, присутствующими на поверхности или вблизи поверхности облучаемого материала, причем дезинфицирование окружающего воздуха в сильной степени лимитируется присутствием в нем частиц пыли. В прошлых работах ограниченное действие ультрафиолетовых лучей в отношении подавления роста микроорганизмов не было учтено, и облучение применялось для достижения таких целей, для которых оно было совершенно непригодно. Однако за последние годы более разумное применение этого вида излучения показало, что при наличии некоторых условий оно является эффективным средством для предотвращения поверхностного микробиального загрязнения пищевых продуктов.

Обычно считают, что максимальное гермицидное действие достигается на длине волны в 2600 А. Ртутные лампы низкого давления имеют высокую эмиссионную мощность на длине волны 2537 А, весьма близкой к максимальной бактерицидной длине волны. Летальное действие колеблется в зависимости от продолжительности экспозиции и интенсивности световых лучей, а также от температуры, концентрации водородных ионов и количества микроорганизмов на единицу площади экспозиции.

Относительная влажность воздуха влияет на скорость отмирания бактерий, взвешенных в воздухе, причем это влияние резче выражено при относительной влажности выше 50%, когда дальнейшее повышение ее ослабляет летальное действие. Установлено, что споры бактерий, как правило, более устойчивы к ультрафиолетовому излучению, чем вегетативные формы; В. subtilis в 5-10 раз более стойка, чем Е. coli; плесени и дрожжи более устойчивы к действию ультрафиолетовых лучей, чем вегетативные формы бактерий. Однако эти данные не совсем совпадают с данными других исследователей, согласно которым стойкость Mucor в 6 раз, a Penicillium в 5-15 раз выше, чем у бактерий; дрожжи, однако, обладают той же стойкостью или несколько более высокой, чем бактерии. Плесени могут выработать защитные свойства против действия ультрафиолетовых лучей при помощи жировых или восковых секреций. По-видимому, некоторую защиту оказывают также пигменты: темноокрашенные споры более устойчивы к облучению, чем неокрашенные виды. В лабораторных и полевых опытах слабое, но длительное излучение, охватывающее один жизненный цикл микроорганизма, было более эффективным, чем интенсивное излучение в течение короткого периода. Это явление объясняется тем, что во время некоторых стадий жизненного цикла чувствительность микроорганизмов к ультрафиолетовому излучению повышается.

В отношении механизма действия ультрафиолетового излучения существует много противоречивых теорий. К ним относится теория о наличии косвенного летального действия в результате образования перекиси водорода и различных химических и физико-химических реакций в компонентах клетки. В настоящее время образование перекиси водорода не считается причиной бактерицидного действия ультрафиолетового излучения, хотя это действие может быть связано и с органическими перекисями. Было показано наличие весьма близкого сходства между бактерицидной кривой и кривой абсорбции некоторых веществ ядра клетки, отсюда был сделан вывод, что такие вещества участвуют в механизме летального действия ультрафиолетового излучения. Однако неизвестно, какие изменения происходят в веществе ядра. Этот вопрос рассматривается в статье, опубликованной в 1954 г.

Использование ультрафиолетовых лучей в пищевой промышленности идет в следующих направлениях: при тендеризации (смягчении) или созревании мяса, старении сыра и стерилизации обертки для последнего, предотвращении роста плесеней на поверхности хлебопекарных изделий, дезинфицировании воздуха в цехах обработки пищевых продуктов и розливе напитков в бутылки.

При хранении ткани мяса размягчаются в результате действия ферментов. Этот процесс протекает быстрее при относительно высоких температурах, которые, однако, благоприятствуют росту микрофлоры на поверхности мяса. Предотвращая этот рост ультрафиолетовым облучением, можно полностью использовать преимущества хранения при высоких температурах. В этой связи упоминается применение «Стериламп», дающих излучение в зоне 2537 А, так же как и в зоне 1850 А. Излучение на более длинных волнах обладает сильным гермицидным действием; на более коротких волнах атмосферный кислород переходит в озон; куски неправильной формы и затененные участки облучаемой поверхности стерилизуются озоном. В 1951 г. опубликован обширный обзор по электромагнитным излучениям и их применению в пищевой промышленности; обзор касается также и ультрафиолетового излучения.

Обеззараживающая фильтрация

Механическое удаление микроорганизмов при помощи ультрафильтрации, известное под названием холодной стерилизации, применяется в производстве фруктовых соков, пива и вина. Этот способ, разумеется, может применяться только для стерилизации прозрачных жидких продуктов. С этой целью широко применяется обеззараживающий фильтр (ЕК-фильтр) Зейтца. Продукт сначала подвергают осветлению и затем пропускают через специальный пресс, похожий по конструкции на обычный фильтрпресс; фильтрующий элемент состоит из листов или пластин специально обработанной смеси асбеста и целлюлозы. Согласно сообщению исследователей, диаметр некоторых отверстий фильтра составляет 17 u; по-видимому, фильтры, не только просеивают, но и задерживают микроорганизмы путем адсорбции. Необходимо подвергнуть фильтруемый продукт предварительному осветлению, так как в противном случае отверстия фильтрующего элемента будут быстро забиты.

Перед употреблением собранный фильтрпресс необходимо стерилизовать, для чего его продувают в течение 10-20 мин. паром под давлением. Выходящий из пресса стерильный продукт в асептических условиях помещают в тару, стерилизованную паром или раствором сернистого ангидрида. Фильтрующие элементы чистить нельзя, поэтому их после употребления выбрасывают. Подробные сведения о холодной стерилизации фруктовых соков и подобных продуктов приведены в вышеуказанной статье.

Наука и техника

Необычные явления

Мониторинг природы

Авторские разделы

Открываем историю

Экстремальный мир

Инфо-справка

Файловый архив

Дискуссии

Услуги

Инфофронт

Информация НФ ОКО

Экспорт RSS

Полезные ссылки

Важные темы

Общие положения

СПОСОБЫ ПРЕДОХРАНЕНИЯ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ОТ ПОРЧИ

ПРИЧИНЫ ПОРЧИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Как известно, пищевые продукты растительного и животного происхождения не могут долго сохраняться в свежем виде. Причина их порчи заключается в жизнедеятельности микроорганизмов и ферментов.

Бактерии — наиболее значительная группа одноклеточных организмов различного вида и формы. Они размножаются путем деления клетки. Большинство из них приносят вред, вызывая болезни организма и порчу пищевых продуктов.
Исключение составляют молочнокислые бактерии, которые широко применяются при производстве молочнокислых продуктов, квашении, солении и другой переработке пищевого сырья.

Дрожжи — одноклеточные организмы овальной, продолговатой или округлой формы. Дрожжи размножаются делением и почкованием, а в благоприятных условиях также спорами.
Дрожжи также применяются при домашнем консервировании. Под их воздействием сахар, при отсутствии воздуха, разлагается на спирт и углекислоту, благодаря чему известные виды дрожжей используются для приготовления вина, пива, кваса и других напитков.
Некоторые виды дрожжей вызывают порчу и прогорклость пищевых продуктов в процессе их хранения.
Большое содержание соли или сахара в продуктах приостанавливает действие дрожжей, что также используется при посоле рыбы, мяса, варке варенья и др.

Плесени (плесневые грибки) имеют сложное строение в виде грибницы, образующейся на поверхности пищевых продуктов. Развиваясь, грибница дает большое количество спор, которые легко переносятся ветром. Размножается она не только спорами, но и путем деления, особенно хорошо при доступе кислорода и влаги.
Скопления плесени хорошо видны (например, зеленая и серо-черная на хлебе, плодах и овощах, белая — на квашеной капусте).

Для всех видов микроорганизмов существуют определенные температурные границы, в пределах которых они могут жить и нормально развиваться.

Для большинства из них наилучшая температура от 20 до 40°С.

От 0°С и ниже она не убивает микроорганизмы, а лишь приостанавливает их жизнедеятельность.

При температуре выше 60—100°С большинство бактерий погибает, и лишь отдельные виды выдерживают температуру 100—120°С.

В благоприятных условиях микроорганизмы очень быстро размножаются. Достаточно немного времени, чтобы из нескольких микробов получились миллионы живых клеток.

В процессе своей жизнедеятельности отдельные виды микроорганизмов могут вырабатывать сильнодействующие отравляющие вещества (токсины). Вот почему не следует употреблять в пищу сомнительного качества сырье и готовую продукцию.

Каждый вид микроорганизмов питается определенными веществами, растворимыми в воде. Без воды они существовать не могут.

Есть микроорганизмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород воздуха (аэробные), и такие, которые могут обходиться без него (анаэробные).

Плоды, овощи и прочие пищевые продукты растительного и животного происхождения с высоким содержанием кислот являются неблагоприятной средой для развития бактерий, а дрожжи и плесени хорошо размножаются в кислой среде.

Для уничтожения плесневых грибков достаточно подогреть пищевой продукт при 100°С (т. е. при температуре кипения воды) в течение 1—2 минут или прогреть при 85°С в течение 5—6 минут.

В пищевых продуктах с низкой или нулевой кислотностью кроме плесеней и дрожжей могут развиваться и другие виды микроорганизмов. В этом случае нагревание при 85°С или кипячение при 100°С окажется недостаточным, потребуется воздействие более высоких температур порядка 112—120°С.
Поэтому для домашнего консервирования рекомендуется сырье с естественной кислотностью. В противном случае к малокислотному сырью следует добавлять пищевые кислоты (лимонную, винную, уксусную и др.) либо смешивать его с другими видами сырья повышенной естественной кислотности.

СПОСОБЫ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ОТ ПОРЧИ

Стремясь предохранить пищевые продукты от порчи, человек еще в глубокой древности разработал способ их сохранения (консервирования) путем сушки, копчения, соления и квашения, маринования, а впоследствии — охлаждения и замораживания, консервирования сахаром или с применением консервантов и тепловой обработки.

Рассмотрим эти способы.

Сушка. Консервирующее действие при сушке пищевых продуктов заключается в удалении влаги. При высушивании в продукте повышается содержание сухих веществ, что создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.
Повышенная влажность помещения и воздуха может вызвать порчу сушеных продуктов — появление плесени. Поэтому их необходимо упаковать в тару, исключающую возможность повышения влаги в продукте.

Копчение. Этот способ применяется для приготовления мясных и рыбных продуктов. Он основан на консервирующем действии некоторых составных частей дымовых газов, которые получаются при медленном сгорании дров и опилок лиственных пород.
Получаемые при этом продукты возгонки (фенолы, креозот, формальдегид и уксусная кислота) обладают консервирующими свойствами и придают копченостям специфический вкус и аромат.
Консервирующее действие коптильных веществ усиливается предварительным посолом, а также частичным удалением влаги в процессе посола и холодного копчения.

Соление. Консервирующее действие поваренной соли основано на том, что при концентрации ее в количестве 10 процентов и более жизнедеятельность большинства микроорганизмов прекращается.
Этот способ применяется для посола рыбы, мяса и других продуктов.

Квашение. При квашении пищевых продуктов, главным образом капусты, огурцов, томатов, арбузов, яблок и других, в этих продуктах происходят биохимические процессы. В результате молочнокислого брожения Сахаров образуется молочная кислота, по мере накопления которой условия для развития микроорганизмов становятся неблагоприятными.
Добавляемая при квашении соль не имеет решающего значения, а лишь способствует улучшению качества продукта.
Во избежание развития плесневых и гнилостных микробов квашеные продукты должны храниться при пониженных температурах в подвале, погребе, леднике.

Маринование. Консервирующее действие маринования пищевых продуктов основано на создании неблагоприятных условий для развития микроорганизмов путем погружения их в раствор пищевой кислоты.
Для маринования пищевых продуктов обычно применяется уксусная кислота.

Охлаждение. Консервирующее действие охлаждения основано на том, что при температуре 0°С большинство микроорганизмов не может развиваться.
Срок хранения пищевых продуктов при 0°С, в зависимости от вида продукта и относительной влажности воздуха в хранилище, — от нескольких дней до нескольких месяцев.

Замораживание. Основание для этого способа хранения то же самое, что и для охлаждения. Подготовленные продукты подвергают быстрому замораживанию до температуры минус 18—20°С, после чего хранят при температуре минус 18°С.
Полное замораживание продукта происходит при температуре минус 28°С. Эта температура применяется при промышленном хранении, но в домашних условиях в большинстве случаев недоступна.
При замораживании жизнедеятельность микроорганизмов прекращается, а при оттаивании они остаются жизнеспособными.

Консервирование сахаром. Высокие концентрации сахара в продуктах порядка 65— 67 процентов создают неблагоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.
При понижении концентрации сахара вновь создаются благоприятные условия для их развития, а следовательно, и порчи продукта.

Консервирование с применением консервантов. Антисептики — это химические вещества, обладающие антисептическим и консервирующим свойствами. Они тормозят процессы брожения и гниения и, следовательно, способствуют сохранению пищевых продуктов.
К ним относятся: бензойнокислый натрий, салицилокислый натрий, аспирин (ацетилсалициловая кислота). Однако применять их в домашних условиях не рекомендуется, так как при этом способе сохранения качество продуктов ухудшается. Кроме того, эти вещества неприемлемы в постоянном питании.

Консервирование теплом. Консервирование, т. е. сохранение пищевых продуктов от порчи длительное время, возможно также путем кипячения их в герметически закрытой таре.
Пищевой продукт, подлежащий консервированию, укладывают в жестяную или стеклянную тару, которую затем герметически укупоривают и в течение определенного времени подвергают прогреванию при температуре 100°С и выше или нагреванию при 85°С.
В результате прогревания (стерилизации) или нагревания (пастеризации) микроорганизмы (плесени, дрожжи и бактерии) погибают, а ферменты разрушаются.
Таким образом, основная цель тепловой обработки пищевых продуктов в герметически укупоренной таре — обеспложивание микроорганизмов.
Пищевые продукты в герметически укупоренной таре в процессе стерилизации не претерпевают изменений. При других способах консервирования (посол, сушка и т. д.) продукты теряют вид, снижается их питательная ценность.

СТЕРИЛИЗАЦИЯ И ПАСТЕРИЗАЦИЯ

Стерилизация — является основным способом сохранения пищевого продукта без существенных изменений его вкусовых качеств.

Способ стерилизации консервов в стеклянной таре с немедленной укупоркой жестяными крышками после кипячения очень удобен в домашних условиях. Он обеспечивает необходимую герметичность и вакуум в закатанной банке, способствует сохранности консервируемого продукта и его естественной окраске.

Стерилизация продуктов в домашних условия производится при температуре кипения воды. Фруктовые компоты и овощные маринады можно стерилизовать при температуре воды 85°С (пастеризация). Но в этом случае пастеризуемые консервы должны находиться в стерилизаторе в 2—3 раза больше времени, чем в кипящей воде.

В отдельных случаях, например для стерилизации зеленого горошка, когда температура кипения воды при стерилизации должна быть выше 100°С, в воду добавляют поваренную соль.
При этом руководствуются таблицей (указываем количество соли в граммах на 1 л воды):

Количество соли, г/л Температура кипения °С
66 ..........................................................101
126..........................................................102
172..........................................................103
216..........................................................104
255..........................................................105
355..........................................................107
378..........................................................110

Консервы, приготовленные в домашних условиях, стерилизуют в кастрюле, ведре или специальном стерилизаторе. На дно посуды укладывают горизонтально деревянную или металлическую решетку. Она устраняет бой банок или баллонов во время стерилизации при резких колебаниях температуры. Не следует на дно стерилизатора укладывать ветошь или бумагу, так как это усложняет наблюдение за началом кипения воды и приводит к браку продукта вследствие недостаточного прогрева его.

В кастрюлю наливают столько воды, чтобы покрыть плечики банок, то есть на 1,5— 2 см ниже верха их горлышек.

Температура воды в кастрюле перед загрузкой наполненных банок должна быть не менее 30 и не более 70°С и зависит от температуры загружаемых консервов: чем она выше, тем выше начальная температура воды в стерилизаторе. Кастрюлю с уложенными в нее банками ставят на интенсивный огонь, накрывают крышкой и доводят до кипения, которое во время стерилизации не должно быть бурным.

Время стерилизации консервов отсчитывают с момента закипания воды.

Источник тепла на первом этапе стерилизации, то есть при подогреве воды и содержимого банок, должен быть интенсивным, так как при этом уменьшается время тепловой обработки продукта, и он получается более высокого качества. Если пренебречь скоростью проведения первого этапа, то изготовляемые консервы переварятся и будут иметь некрасивый внешний вид. Время подогрева воды в кастрюле до кипения устанавливается: для банок емкостью 0,5 и 1 л — не более 15 минут, для 3-литровых — не более 20 минут.

На втором этапе, то есть собственно в процессе стерилизации, источник тепла должен быть слабым и лишь поддерживать температуру кипения воды. Время, указанное для второго этапа стерилизации, необходимо строго выдерживать для всех видов консервов.

Длительность процесса стерилизации зависит, главным образом, от кислотности, густоты или жидкого состояния массы продукта. Жидкие продукты стерилизуют в течение 10—15 минут, густые — до 2 и более часов, продукты, имеющие кислотность, — меньше времени, чем некислотные, так как кислая среда не благоприятствует развитию бактерий.

Время, необходимое для стерилизации, зависит от объема тары. Чем тара больше, тем дольше длится кипячение. Время начала и окончания стерилизации рекомендуется записывать на отдельном листе бумаги.

По окончании стерилизации банки осторожно извлекают из кастрюли и немедленно укупоривают ключом, проверяя качество закатки: хорошо ли прикатана крышка, не проворачивается ли вокруг горлышка банки.

Укупоренные банки или баллоны укладывают горлышком вниз на сухое полотенце или бумагу, отделив их одну от другой, и в таком положении оставляют до охлаждения.

Стерилизация паром
Консервы стерилизуют паром в той же посуде, где кипятят для этой цели воду. Количество воды в кастрюле не должно превышать высоты деревянной или металлической решетки — 1,5—2 см, так как чем меньше воды, тем она быстрее нагревается.
Когда вода закипает, образующийся пар прогревает банки и содержимое в них. Чтобы пар не улетучился, стерилизатор плотно закрывают крышкой.
Время, необходимое для доведения воды в стерилизаторе до кипения, равно 10—12 минутам.
Время стерилизации консервов паром почти вдвое больше, чем при стерилизации в кипящей воде.

Пастеризация
В тех случаях, когда необходимо стерилизовать консервы при температуре ниже кипения воды, например для маринадов, компотов, тепловую обработку их производят при температуре воды в кастрюле 85—90°С. Такой способ называется пастеризацией.
При тепловой обработке консервов по способу пастеризации необходимо применять только свежие отсортированные плоды или ягоды, тщательно отмытые от пыли; строго придерживаться температуры и времени пастеризации; перед укладкой тару тщательно вымыть и подвергнуть кипячению.
Сохранению консервов, приготовленных способом пастеризации, способствует наличие высокой кислотности.
Пастеризовать можно вишни, кислые яблоки, неспелые абрикосы и другие кислые плоды на заготовки и компоты.

Повторная стерилизация
Повторная или многократная (от двух до трех раз) стерилизация одной и той же банки с пищевыми продуктами, содержащими в больших количествах белок (мясо, птица и рыба), проводится при температуре кипения воды.
При первой стерилизации погибают плесени, дрожжи и микробы. За время суточной выдержки после первой стерилизации оставшиеся в консервах споровые формы микроорганизмов прорастают в вегетативные и при вторичной стерилизации уничтожаются. В некоторых случаях консервы, например мясные и рыбные, спустя сутки стерилизуются третий раз.
Для проведения в домашних условиях повторной стерилизации необходимо предварительно укупорить банки и надеть на крышки специальные зажимы или обоймы, чтобы крышки не сорвались с банок во время стерилизации.
Зажимы или обоймы не снимаются до полного охлаждения банок (после стерилизации) во избежание срыва крышек и возможного ожога.

Стерилизация консервов, предварительно герметически укупоренных
Для такого способа стерилизации необходимо иметь специальные металлические зажимы или обоймы для закрепления укупоренных крышек на банках. Это предотвращает их срыв в процессе стерилизации в результате расширения массы консервируемого продукта, а также оставшегося в банке воздуха при нагреве.
Применение специальных зажимов позволяет укладывать банки в стерилизаторе в 2—3 ряда.
В банках, укупоренных герметически до стерилизации, образуется вакуум. Следует помнить, что чем выше температура продукта в банке в момент укупорки, тем больший получается вакуум.

Консервирование жидких продуктов горячим способом без последующей стерилизации
Консервирование жидких продуктов, предварительно прокипяченных или доведенных до кипения, можно производить способом горячей расфасовки без последующей стерилизации. По указанному способу приготавливают томатный сок, дробленые томаты, виноградный, вишневый, яблочный и другие соки, заготовку из слив на повидло, фруктовое пюре из кислых плодов и т. д.
Стеклотару — банки и крышки к ним — следует тщательно отмыть и пропарить в пароводяной бане в течение 5—10 минут.
Температура продукта перед заполнением банок должна быть не ниже 96°С. Банки в момент наполнения продуктом должны быть горячими. Сразу же после заполнения их консервируемым продуктом производят укупорку.
При этом способе консервирования стерилизация происходит за счет тепла, переданного продукту и таре при их кипячении, а сохранность консервов зависит от качества сырья и его обработки.

Консервирование плодов и овощей горячим способом без последующей стерилизации
Этот способ применяется для овощных консервов — огурцов, томатов, а также для плодовых заготовок и компотов из цельных плодов.
Для данного способа консервирования сырье должно быть свежим, тщательно отмытым и отсортированным.
По указанному способу консервы приготовляют в такой последовательности: уложенные в банки овощи или плоды осторожно заливают кипящей водой в 3—4 приема. Влив порцию кипящей воды, банку поворачивают для обогрева стенок, чтобы стекло не растрескивалось от резких колебаний температуры.
Залитые кипящей водой банки накрывают чистой крышкой, оборачивают полотенцем и выдерживают в течение 5—6 минут. Затем воду сливают и вновь заливают банку кипящей водой, опять накрывают крышкой и выдерживают еще 5—6 минут. При необходимости эту операцию повторяют третий раз.
После второй и третьей выдержки воду сливают и немедленно заливают кипящим маринадом — для огурцов и томатов, кипятком — для фруктовых заготовок и кипящим сиропом — для компотов.
Затем немедленно накрывают крышкой, укупоривают и проверяют качество укупорки.
После укупорки банку ставят горлышком вниз. Охлаждение — на воздухе.

ПРИПРАВЫ, ПРЯНОСТИ И СПЕЦИИ
ДЛЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ

Приправы и пряности применяются при домашнем консервировании для улучшения вкуса, аромата, часто и цвета заготовляемых продуктов. Умеренное количество их благотворно влияет на вкус пищи, а также увеличивает выделение пищеварительных соков, способствуя тем самым лучшему усвоению пищи.
Излишняя доза специй и пряностей может вызвать серьезное раздражение слизистой оболочки желудка. Поэтому при использовании приправ, пряностей и специй рекомендуется быть умеренными.

Поваренная соль является основной приправой, необходимой здоровому организму и чаще всего используемой при заготовке продуктов в домашних условиях.

Уксус также является незаменимым компонентом при консервировании.
Наиболее распространены такие сорта уксуса, как столовый винный, ароматизированный эстрагонный, виноградный, яблочный и др.
В большинстве случаев наиболее удачным, не придающим продукту никаких дополнительных привкусов, является уксус спиртовой.
Чаще всего в продажу под названием "уксус" поставляется разведенная водой синтетическая уксусная кислота (уксусная эссенция).
Все виды уксуса, имеющие пометку "ароматизированный" - это синтетический уксус с некоторыми синтетическими добавками.
Хранят уксус в стеклянной таре с плотно закрытой крышкой при температуре 5 °С.

Лимонная кислота лишена запаха, и поэтому ее рекомендуется использовать при заготовке продуктов, вкусу которых не соответствует запах уксуса: компоты, желе и др.

Черный и белый перец представляет собой высушенные семена вьющегося тропического кустарника, собранные в различной стадии зрелости. Отличаются друг от друга цветом, остротой и резкостью запаха (черный более жгучий).
При заготовке продуктов перец используется как в виде горошин, так и молотый. Последний при длительном хранении быстро теряет свои пищевые качества, поэтому перемалывать перец рекомендуется по мере надобности.
Используется при мариновании, солке, квашении и др.

Душистый перец внешне напоминает черный и представляет собой горошины темно-коричневого цвета. Обладает сильным приятным ароматом и относительно небольшой жгучестью.
Используется в различных видах домашнего консервирования.

Красный перец является плодом травянистого растения, которое по внешнему виду напоминает большой стручок. Содержит много витаминов, в частности витамин С, превосходя по витаминозности даже лимон.
В зависимости от количества особого вещества — капсаицина, — предающего красному перцу остроту и жгучесть, различают перец сладкий (паприка) и горький.
Паприка представляет собой крупные, мясистые плоды.
Плоды горького перца имеют удлиненную форму. По жгучести вкуса и остроте его можно сравнить только с черным перцем. Может использоваться и в порошкообразном виде.

Лавровый лист представляет собой высушенные листья благородного лавра, обладающие высокой ароматичностью. Основное назначение лаврового листа — ароматизировать пищу, не придавая ей ни остроты, ни горечи.
Избыток лаврового листа изменяет вкус блюда в худшую сторону, придавая ему слишком резкий запах.
При варке его добавляют в конце, так как при продолжительной тепловой обработке он дает горький привкус.

Гвоздика представляет собой высушенные нераспустившиеся бутоны цветов гвоздичного дерева.
Специфический аромат гвоздика получает благодаря содержащимся в ней ценным эфирным маслам.
Употребляется при мариновании, солке и других видах консервирования.
Рекомендуется закладывать гвоздику незадолго до окончания тепловой обработки и в небольших количествах, так как даже небольшая доза гвоздики придает продукту ярко выраженный аромат.

Колюрия. Запах колюрии близок к запаху гвоздики. При домашнем консервировании употребляется вместо гвоздики в виде размолотых в порошок сушеных корней.

Корица представляет собой очищенную от верхнего слоя и высушенную кору побегов коричного дерева. Употребляется в виде порошка или кусочков.
При домашнем консервировании используется для ароматизации маринадов, варенья, компотов и т. п.

Шафран представляет собой высушенные рыльца цветков крокуса и обладает специфическим ароматом.
Применяется как вкусовое и красящее вещество.

Мускатный орех. Семена мускатно-орехового дерева, очищенные и высушенные.
Обладает весьма острым и жгучим вкусом и ароматом.

Ваниль и ванилин. Первый представляет собой плод тропической орхидеи, по внешнему виду напоминающий стручок с весьма ароматными мелкими семенами внутри. Ванилин — синтетический порошок — заменитель ванили.
Используется при консервировании плодов и ягод, обладающих слабым собственным ароматом (например, варенье из черешни).
Избыток ванили и ванилина придает продукту горький привкус.

Имбирь. Корень тропического ореха, очищенный и высушенный. Используется в дробленом виде и обладает приятным запахом и жгучим вкусом.
Хранить его рекомендуется в недробленом виде, что позволяет лучше сохранить его аромат.

Укроп. Молодые растения в фазе розетки употребляются в качестве ароматической приправы к салатам, супам, мясным, рыбным, грибным и овощным блюдам.
Взрослые растения в фазе образования семян используют как основной вид специи при засолке и мариновании огурцов, помидоров, при квашении капусты.

Мята довольно широко используется в домашних заготовках благодаря ее приятному аромату и освежающему вкусу.
Мяту добавляют при приготовлении рыбы, мяса, овощей, при изготовлении кваса. Можно использовать как в свежем, так и в высушенном виде.

Кориандр представляет собой высушенные семена травянистого растения кориандра.
Используется при мариновании, ароматизации уксуса и т. д.

Базилик обладает тонким ароматом с различными оттенками.
Используется в свежем и высушенном виде для закладки в овощные маринады.

Эстрагон — высушенные стебли и листья одноименного травянистого растения.
Применяется при засолке, мариновании и т. п.

Стремясь предохранить пищевые продукты от порчи, человек еще в глубокой древности разработал способ их сохранения (консервирования) путем сушки, копчения, соления и квашения, маринования, а впоследствии - охлаждения и замораживания, консервирования сахаром или с применением консервантов и тепловой обработки.

Рассмотрим эти способы.

Сушка. Консервирующее действие при сушке пищевых продуктов заключается в удалении влаги. При высушивании в продукте повышается содержание сухих веществ, что создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.
Повышенная влажность помещения и воздуха может вызвать порчу сушеных продуктов - появление плесени. Поэтому их необходимо упаковать в тару, исключающую возможность повышения влаги в продукте.

Копчение. Этот способ применяется для приготовления мясных и рыбных продуктов. Он основан на консервирующем действии некоторых составных частей дымовых газов, которые получаются при медленном сгорании дров и опилок лиственных пород.
Получаемые при этом продукты возгонки (фенолы, креозот, формальдегид и уксусная кислота) обладают консервирующими свойствами и придают копченостям специфический вкус и аромат.
Консервирующее действие коптильных веществ усиливается предварительным посолом, а также частичным удалением влаги в процессе посола и холодного копчения.

Соление. Консервирующее действие поваренной соли основано на том, что при концентрации ее в количестве 10 процентов и более жизнедеятельность большинства микроорганизмов прекращается.
Этот способ применяется для посола рыбы, мяса и других продуктов.

Квашение. При квашении пищевых продуктов, главным образом капусты, огурцов, томатов, арбузов, яблок и других, в этих продуктах происходят биохимические процессы. В результате молочнокислого брожения Сахаров образуется молочная кислота, по мере накопления которой условия для развития микроорганизмов становятся неблагоприятными.
Добавляемая при квашении соль не имеет решающего значения, а лишь способствует улучшению качества продукта.
Во избежание развития плесневых и гнилостных микробов квашеные продукты должны храниться при пониженных температурах в подвале, погребе, леднике.

Маринование. Консервирующее действие маринования пищевых продуктов основано на создании неблагоприятных условий для развития микроорганизмов путем погружения их в раствор пищевой кислоты.
Для маринования пищевых продуктов обычно применяется уксусная кислота.

Охлаждение. Консервирующее действие охлаждения основано на том, что при температуре 0°С большинство микроорганизмов не может развиваться.
Срок хранения пищевых продуктов при 0°С, в зависимости от вида продукта и относительной влажности воздуха в хранилище, - от нескольких дней до нескольких месяцев.

Замораживание. Основание для этого способа хранения то же самое, что и для охлаждения. Подготовленные продукты подвергают быстрому замораживанию до температуры минус 18-20°С, после чего хранят при температуре минус 18°С.
Полное замораживание продукта происходит при температуре минус 28°С. Эта температура применяется при промышленном хранении, но в домашних условиях в большинстве случаев недоступна.
При замораживании жизнедеятельность микроорганизмов прекращается, а при оттаивании они остаются жизнеспособными.

Консервирование сахаром. Высокие концентрации сахара в продуктах порядка 65- 67 процентов создают неблагоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.
При понижении концентрации сахара вновь создаются благоприятные условия для их развития, а следовательно, и порчи продукта.

Консервирование с применением консервантов. Антисептики - это химические вещества, обладающие антисептическим и консервирующим свойствами. Они тормозят процессы брожения и гниения и, следовательно, способствуют сохранению пищевых продуктов.
К ним относятся: бензойнокислый натрий, салицилокислый натрий, аспирин (ацетилсалициловая кислота). Однако применять их в домашних условиях не рекомендуется, так как при этом способе сохранения качество продуктов ухудшается. Кроме того, эти вещества неприемлемы в постоянном питании.

Консервирование теплом. Консервирование, т. е. сохранение пищевых продуктов от порчи длительное время, возможно также путем кипячения их в герметически закрытой таре.
Пищевой продукт, подлежащий консервированию, укладывают в жестяную или стеклянную тару, которую затем герметически укупоривают и в течение определенного времени подвергают прогреванию при температуре 100°С и выше или нагреванию при 85°С.
В результате прогревания (стерилизации) или нагревания (пастеризации) микроорганизмы (плесени, дрожжи и бактерии) погибают, а ферменты разрушаются.
Таким образом, основная цель тепловой обработки пищевых продуктов в герметически укупоренной таре - обеспложивание микроорганизмов.
Пищевые продукты в герметически укупоренной таре в процессе стерилизации не претерпевают изменений. При других способах консервирования (посол, сушка и т. д.) продукты теряют вид, снижается их питательная ценность.

Общие положения

СТЕРИЛИЗАЦИЯ И ПАСТЕРИЗАЦИЯ

Стерилизация - является основным способом сохранения пищевого продукта без существенных изменений его вкусовых качеств.

Способ стерилизации консервов в стеклянной таре с немедленной укупоркой жестяными крышками после кипячения очень удобен в домашних условиях. Он обеспечивает необходимую герметичность и вакуум в закатанной банке, способствует сохранности консервируемого продукта и его естественной окраске.

Стерилизация продуктов в домашних условия производится при температуре кипения воды. Фруктовые компоты и овощные маринады можно стерилизовать при температуре воды 85°С (пастеризация). Но в этом случае пастеризуемые консервы должны находиться в стерилизаторе в 2-3 раза больше времени, чем в кипящей воде.

В отдельных случаях, например для стерилизации зеленого горошка, когда температура кипения воды при стерилизации должна быть выше 100°С, в воду добавляют поваренную соль.
При этом руководствуются таблицей (указываем количество соли в граммах на 1 л воды):

Количество соли, г/л Температура кипения °С
66 ..........................................................101
126..........................................................102
172..........................................................103
216..........................................................104
255..........................................................105
355..........................................................107
378..........................................................110

Консервы, приготовленные в домашних условиях, стерилизуют в кастрюле, ведре или специальном стерилизаторе. На дно посуды укладывают горизонтально деревянную или металлическую решетку. Она устраняет бой банок или баллонов во время стерилизации при резких колебаниях температуры. Не следует на дно стерилизатора укладывать ветошь или бумагу, так как это усложняет наблюдение за началом кипения воды и приводит к браку продукта вследствие недостаточного прогрева его.

В кастрюлю наливают столько воды, чтобы покрыть плечики банок, то есть на 1,5- 2 см ниже верха их горлышек.

Температура воды в кастрюле перед загрузкой наполненных банок должна быть не менее 30 и не более 70°С и зависит от температуры загружаемых консервов: чем она выше, тем выше начальная температура воды в стерилизаторе. Кастрюлю с уложенными в нее банками ставят на интенсивный огонь, накрывают крышкой и доводят до кипения, которое во время стерилизации не должно быть бурным.

Время стерилизации консервов отсчитывают с момента закипания воды.

Источник тепла на первом этапе стерилизации, то есть при подогреве воды и содержимого банок, должен быть интенсивным, так как при этом уменьшается время тепловой обработки продукта, и он получается более высокого качества. Если пренебречь скоростью проведения первого этапа, то изготовляемые консервы переварятся и будут иметь некрасивый внешний вид. Время подогрева воды в кастрюле до кипения устанавливается: для банок емкостью 0,5 и 1 л - не более 15 минут, для 3-литровых - не более 20 минут.

На втором этапе, то есть собственно в процессе стерилизации, источник тепла должен быть слабым и лишь поддерживать температуру кипения воды. Время, указанное для второго этапа стерилизации, необходимо строго выдерживать для всех видов консервов.

Длительность процесса стерилизации зависит, главным образом, от кислотности, густоты или жидкого состояния массы продукта. Жидкие продукты стерилизуют в течение 10-15 минут, густые - до 2 и более часов, продукты, имеющие кислотность, - меньше времени, чем некислотные, так как кислая среда не благоприятствует развитию бактерий.

Время, необходимое для стерилизации, зависит от объема тары. Чем тара больше, тем дольше длится кипячение. Время начала и окончания стерилизации рекомендуется записывать на отдельном листе бумаги.

По окончании стерилизации банки осторожно извлекают из кастрюли и немедленно укупоривают ключом, проверяя качество закатки: хорошо ли прикатана крышка, не проворачивается ли вокруг горлышка банки.

Укупоренные банки или баллоны укладывают горлышком вниз на сухое полотенце или бумагу, отделив их одну от другой, и в таком положении оставляют до охлаждения.

Стерилизация паром
Консервы стерилизуют паром в той же посуде, где кипятят для этой цели воду. Количество воды в кастрюле не должно превышать высоты деревянной или металлической решетки - 1,5-2 см, так как чем меньше воды, тем она быстрее нагревается.
Когда вода закипает, образующийся пар прогревает банки и содержимое в них. Чтобы пар не улетучился, стерилизатор плотно закрывают крышкой.
Время, необходимое для доведения воды в стерилизаторе до кипения, равно 10-12 минутам.
Время стерилизации консервов паром почти вдвое больше, чем при стерилизации в кипящей воде.

Пастеризация
В тех случаях, когда необходимо стерилизовать консервы при температуре ниже кипения воды, например для маринадов, компотов, тепловую обработку их производят при температуре воды в кастрюле 85-90°С. Такой способ называется пастеризацией.
При тепловой обработке консервов по способу пастеризации необходимо применять только свежие отсортированные плоды или ягоды, тщательно отмытые от пыли; строго придерживаться температуры и времени пастеризации; перед укладкой тару тщательно вымыть и подвергнуть кипячению.
Сохранению консервов, приготовленных способом пастеризации, способствует наличие высокой кислотности.
Пастеризовать можно вишни, кислые яблоки, неспелые абрикосы и другие кислые плоды на заготовки и компоты.

Повторная стерилизация
Повторная или многократная (от двух до трех раз) стерилизация одной и той же банки с пищевыми продуктами, содержащими в больших количествах белок (мясо, птица и рыба), проводится при температуре кипения воды.
При первой стерилизации погибают плесени, дрожжи и микробы. За время суточной выдержки после первой стерилизации оставшиеся в консервах споровые формы микроорганизмов прорастают в вегетативные и при вторичной стерилизации уничтожаются. В некоторых случаях консервы, например мясные и рыбные, спустя сутки стерилизуются третий раз.
Для проведения в домашних условиях повторной стерилизации необходимо предварительно укупорить банки и надеть на крышки специальные зажимы или обоймы, чтобы крышки не сорвались с банок во время стерилизации.
Зажимы или обоймы не снимаются до полного охлаждения банок (после стерилизации) во избежание срыва крышек и возможного ожога.

Стерилизация консервов, предварительно герметически укупоренных
Для такого способа стерилизации необходимо иметь специальные металлические зажимы или обоймы для закрепления укупоренных крышек на банках. Это предотвращает их срыв в процессе стерилизации в результате расширения массы консервируемого продукта, а также оставшегося в банке воздуха при нагреве.
Применение специальных зажимов позволяет укладывать банки в стерилизаторе в 2-3 ряда.
В банках, укупоренных герметически до стерилизации, образуется вакуум. Следует помнить, что чем выше температура продукта в банке в момент укупорки, тем больший получается вакуум.

Консервирование жидких продуктов горячим способом без последующей стерилизации
Консервирование жидких продуктов, предварительно прокипяченных или доведенных до кипения, можно производить способом горячей расфасовки без последующей стерилизации. По указанному способу приготавливают томатный сок, дробленые томаты, виноградный, вишневый, яблочный и другие соки, заготовку из слив на повидло, фруктовое пюре из кислых плодов и т. д.
Стеклотару - банки и крышки к ним - следует тщательно отмыть и пропарить в пароводяной бане в течение 5-10 минут.
Температура продукта перед заполнением банок должна быть не ниже 96°С. Банки в момент наполнения продуктом должны быть горячими. Сразу же после заполнения их консервируемым продуктом производят укупорку.
При этом способе консервирования стерилизация происходит за счет тепла, переданного продукту и таре при их кипячении, а сохранность консервов зависит от качества сырья и его обработки.

Консервирование плодов и овощей горячим способом без последующей стерилизации
Этот способ применяется для овощных консервов - огурцов, томатов, а также для плодовых заготовок и компотов из цельных плодов.
Для данного способа консервирования сырье должно быть свежим, тщательно отмытым и отсортированным.
По указанному способу консервы приготовляют в такой последовательности: уложенные в банки овощи или плоды осторожно заливают кипящей водой в 3-4 приема. Влив порцию кипящей воды, банку поворачивают для обогрева стенок, чтобы стекло не растрескивалось от резких колебаний температуры.
Залитые кипящей водой банки накрывают чистой крышкой, оборачивают полотенцем и выдерживают в течение 5-6 минут. Затем воду сливают и вновь заливают банку кипящей водой, опять накрывают крышкой и выдерживают еще 5-6 минут. При необходимости эту операцию повторяют третий раз.
После второй и третьей выдержки воду сливают и немедленно заливают кипящим маринадом - для огурцов и томатов, кипятком - для фруктовых заготовок и кипящим сиропом - для компотов.
Затем немедленно накрывают крышкой, укупоривают и проверяют качество укупорки.
После укупорки банку ставят горлышком вниз. Охлаждение - на воздухе.

Общие положения

ПРИПРАВЫ, ПРЯНОСТИ И СПЕЦИИ
ДЛЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ

Приправы и пряности применяются при домашнем консервировании для улучшения вкуса, аромата, часто и цвета заготовляемых продуктов. Умеренное количество их благотворно влияет на вкус пищи, а также увеличивает выделение пищеварительных соков, способствуя тем самым лучшему усвоению пищи.
Излишняя доза специй и пряностей может вызвать серьезное раздражение слизистой оболочки желудка. Поэтому при использовании приправ, пряностей и специй рекомендуется быть умеренными.

Поваренная соль является основной приправой, необходимой здоровому организму и чаще всего используемой при заготовке продуктов в домашних условиях.

Уксус также является незаменимым компонентом при консервировании.
Наиболее распространены такие сорта уксуса, как столовый винный, ароматизированный эстрагонный, виноградный, яблочный и др.
В большинстве случаев наиболее удачным, не придающим продукту никаких дополнительных привкусов, является уксус спиртовой.
Чаще всего в продажу под названием "уксус" поставляется разведенная водой синтетическая уксусная кислота (уксусная эссенция).
Все виды уксуса, имеющие пометку "ароматизированный" – это синтетический уксус с некоторыми синтетическими добавками.
Хранят уксус в стеклянной таре с плотно закрытой крышкой при температуре 5 °С.

Лимонная кислота лишена запаха, и поэтому ее рекомендуется использовать при заготовке продуктов, вкусу которых не соответствует запах уксуса: компоты, желе и др.

Черный и белый перец представляет собой высушенные семена вьющегося тропического кустарника, собранные в различной стадии зрелости. Отличаются друг от друга цветом, остротой и резкостью запаха (черный более жгучий).
При заготовке продуктов перец используется как в виде горошин, так и молотый. Последний при длительном хранении быстро теряет свои пищевые качества, поэтому перемалывать перец рекомендуется по мере надобности.
Используется при мариновании, солке, квашении и др.

Душистый перец внешне напоминает черный и представляет собой горошины темно-коричневого цвета. Обладает сильным приятным ароматом и относительно небольшой жгучестью.
Используется в различных видах домашнего консервирования.

Красный перец является плодом травянистого растения, которое по внешнему виду напоминает большой стручок. Содержит много витаминов, в частности витамин С, превосходя по витаминозности даже лимон.
В зависимости от количества особого вещества - капсаицина, - предающего красному перцу остроту и жгучесть, различают перец сладкий (паприка) и горький.
Паприка представляет собой крупные, мясистые плоды.
Плоды горького перца имеют удлиненную форму. По жгучести вкуса и остроте его можно сравнить только с черным перцем. Может использоваться и в порошкообразном виде.

Лавровый лист представляет собой высушенные листья благородного лавра, обладающие высокой ароматичностью. Основное назначение лаврового листа - ароматизировать пищу, не придавая ей ни остроты, ни горечи.
Избыток лаврового листа изменяет вкус блюда в худшую сторону, придавая ему слишком резкий запах.
При варке его добавляют в конце, так как при продолжительной тепловой обработке он дает горький привкус.

Гвоздика представляет собой высушенные нераспустившиеся бутоны цветов гвоздичного дерева.
Специфический аромат гвоздика получает благодаря содержащимся в ней ценным эфирным маслам.
Употребляется при мариновании, солке и других видах консервирования.
Рекомендуется закладывать гвоздику незадолго до окончания тепловой обработки и в небольших количествах, так как даже небольшая доза гвоздики придает продукту ярко выраженный аромат.

Колюрия. Запах колюрии близок к запаху гвоздики. При домашнем консервировании употребляется вместо гвоздики в виде размолотых в порошок сушеных корней.

Корица представляет собой очищенную от верхнего слоя и высушенную кору побегов коричного дерева. Употребляется в виде порошка или кусочков.
При домашнем консервировании используется для ароматизации маринадов, варенья, компотов и т. п.

Шафран представляет собой высушенные рыльца цветков крокуса и обладает специфическим ароматом.
Применяется как вкусовое и красящее вещество.

Мускатный орех. Семена мускатно-орехового дерева, очищенные и высушенные.
Обладает весьма острым и жгучим вкусом и ароматом.

Ваниль и ванилин. Первый представляет собой плод тропической орхидеи, по внешнему виду напоминающий стручок с весьма ароматными мелкими семенами внутри. Ванилин - синтетический порошок - заменитель ванили.
Используется при консервировании плодов и ягод, обладающих слабым собственным ароматом (например, варенье из черешни).
Избыток ванили и ванилина придает продукту горький привкус.

Имбирь. Корень тропического ореха, очищенный и высушенный. Используется в дробленом виде и обладает приятным запахом и жгучим вкусом.
Хранить его рекомендуется в недробленом виде, что позволяет лучше сохранить его аромат.

Укроп. Молодые растения в фазе розетки употребляются в качестве ароматической приправы к салатам, супам, мясным, рыбным, грибным и овощным блюдам.
Взрослые растения в фазе образования семян используют как основной вид специи при засолке и мариновании огурцов, помидоров, при квашении капусты.

Мята довольно широко используется в домашних заготовках благодаря ее приятному аромату и освежающему вкусу.
Мяту добавляют при приготовлении рыбы, мяса, овощей, при изготовлении кваса. Можно использовать как в свежем, так и в высушенном виде.

Кориандр представляет собой высушенные семена травянистого растения кориандра.
Используется при мариновании, ароматизации уксуса и т. д.

Базилик обладает тонким ароматом с различными оттенками.
Используется в свежем и высушенном виде для закладки в овощные маринады.

Эстрагон - высушенные стебли и листья одноименного травянистого растения.
Применяется при засолке, мариновании и т. п.

Консервирование, как всякое разумное вмешательство, которое применяют к сырью при складировании, не разрушает его природных свойств. При этом надо уделить внимание и другим ближайшим задачам, таким как, например, сохранение пищевой ценности, сохранение важнейших органолептических свойств - вида, запаха, вкуса и консистенции - и наибольшие ограничения потерь важнейших составных веществ, прежде всего, витаминов. Такого эффекта можно добиться разными способами. Каждый способ консервирования имеет свои достоинства и недостатки, некоторые имеют свои специфические особенности, другие требуют обязательного набора продуктов. Для потребностей домашнего консервирования разберем только те способы, которые могут быть реализованы с точки зрения доступной консервирующей техники.

Как уже было сказано, первой причиной потерь продуктов является деятельность микроорганизмов и все способы консервирования имеют намерение ее прекратить.

16 ..

Глава 3. Инактивация посторонней микрофлоры и предохранение от порчи молока и молочных продуктов

Биологические принципы обработки молочного сырья

Молоко является прекрасной питательной средой для развития микроорганизмов, вызывающих порчу продукта.

Методы защиты пищевых продуктов от ферментов и микрофлоры основаны на трех биологических принципах по классификации проф. Я. Я. Никитинского.

Биоз - поддержание жизненных функций в продукте и использование его естественных возможностей. Биоз не является методом консервирования в обычном понимании. Он сводится к осуществлению мер, обеспечивающих кратковременную сохранность продукта, в нашем случае - молока. Эти меры сводятся к соблюдению санитарно-гигиенических условий получения микробиологически чистого молока, что продлевает его сохранность путем увеличения продолжительности бактерицидной фазы молока, препятствующей развитию в нем микрофлоры.

Консервирование молока основано на двух принципах: абиозе и анабиозе. Методы консервирования основаны на смешанных принципах при преобладании одного из них.

Абиоз - отсутствие жизни, то есть полное прекращение всех жизненных процессов в микроорганизмах.

Для инактивации микроорганизмов и ферментов (абиоза) отдельно или совместно могут быть использованы ультразвуковые колебания, ионизирующее излучение, антибиотики, химические вещества и тепловое воздействие.

В результате происходит стерилизация, гибель вегетативной и споровой микрофлоры.

Ультразвуковые колебания воздействуют не только на микрофлору, ферменты, но и на компоненты молока. Поэтому применение ультразвуковой обработки для консервирования молока проводится при обязательном соблюдении оптимальных параметров, не вызывающих существенных химических, питательных и вкусовых изменений продукта. Однако чувствительность различных бактерий к звуковым волнам колеблется в больших пределах. Это ограничивает использование ультразвука для инактивации микрофлоры.

В настоящее время в молочной промышленности используются гидродинамические вибраторы, работающие в бескавитационном режиме (при давлении не более 0,3 МПа). Они вызывают физиологические изменения в микроорганизмах, разрушают их оболочки, «расшатывают» элементы клеточных структур.

Для стерилизации применяют ионизирующее излучение, которое в зависимости от длины волны делится на коротковолновое, ультрафиолетовое и лазерное. Коротковолновые ионизирующие излучения (менее 10 нм) характеризуются большой энергией квантов, различные микроорганизмы реагируют на них неодинаково. Ионизирующее излучение применяют для консервирования в случае, если оно поглощается молоком.

Для инактивации ферментов требуются большие дозы излучения. Наибольшему воздействию подвергается белковый комплекс, от него отщепляются кальций, магний и фосфор. При этом значительно повышается вязкость и снижается растворимость молока.

Ионизирующее излучение может вызывать нежелательные физикохимические изменения компонентов молока, поэтому его можно применять лишь в сочетании с другими видами стерилизации. При стерилизации молока УФ-излучением ухудшается его вкус и запах молока.

Возможно использование лазерного излучения для нетепловой сте-" рилизации молока (С. Ф. Антонов и др.). Тепловой эффект электромагнитного излучения высокой частоты также вызывает инактивацию микроорганизмов.

Пищевые антибиотики применяют в дополнение к основному способу консервирования. Чаще всего используют низин, который не действует на плесени и дрожжи, антибиотически активен к бактериям в зависимости от pH среды. Он понижает термоустойчивость спор бактерий, благодаря чему повышается эффективность тепловой стерилизации, что позволяет смягчить режимы стерилизации в производстве сгущенного стерилизованного молока. В нашей стране законодательством разрешается применение низина.

Химическая стерилизация молока ограничена, так как вызывает его порчу. Только сорбиновая кислота и ее соли, которые оказывают сильное ингибирующее действие на дрожжи и плесени, используются в молочной промышленности. Они не имеют вкуса и запаха, не токсичны для человека. В организме сорбиновая кислота окисляется с образованием безвредных веществ.

В молочной промышленности сорбиновую кислоту и низин применяют совместно для инактивации широкого спектра микрофлоры. Однако и такая комбинация используется как вспомогательное средство стерилизации.

Наибольшее распространение в молочной промышленности получила стерилизация тепловой обработкой.

На абиозе основано производство сгущенных стерилизованных молока и сливок.

Анабиоз (от греческого слова - оживление) - это такое состояние микроорганизма, при котором жизненные процессы его настолько подавлены и замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

Микроорганизмы, находящиеся в состоянии анабиоза, при благоприятных условиях восстанавливают нормальную жизнедеятельность.

Основной причиной наступления анабиоза является потеря воды протоплазмой клеток организма при воздействии высокой температуры, замораживании или повышении концентрации осмолитиков в окружающей среде.

Обмен веществ в любом организме протекает только при наличии воды. Вода является средой, в которой растворены питательные вещества, используемые клеткой для получения энергии или для синтеза протоплазмы. Вода также участвует во многих химических реакциях, необходимых для жизненных процессов. С водой удаляются продукты распада, образующиеся при обмене веществ.

Принцип анабиоза используют для консервирования молока и молочных продуктов охлаждением, замораживанием свободной воды и повышением осмотического давления в продукте.

Это основано на понижении активности воды до уровня, при котором развитие микроорганизмов становится невозможным или значительно подавляется. При пониженных температурах сильно замедляются биологические и биохимические процессы. Это обусловлено известной зависимостью скорости химических реакций от температуры, а также состояния цитоплазмы - носителя жизненных функций клетки. Под влиянием холода проницаемость протоплазмы снижается. Вследствие этого замедляется обмен веществ, снижается поступление в клетку кислорода извне через сузившиеся поры протоплазменной мембраны, уменьшается массообмен между клеткой и средой, снижается активность ферментов - жизнь клетки замирает, не прекращаясь совсем, клетка впадает в состояние анабиоза.

При отогревании биологические и биохимические процессы в микробной клетке восстанавливаются, клетка оживает.

Охлаждение молока и молочных продуктов до низких положительных температур 1-5 °С резко снижает развитие микробов, особенно молочнокислых, значительно продлевая бактерицидную фазу молока и продолжительность его хранения.

Организмы после анабиоза способны оживать, если в них сохранилось не менее 1/4 части воды, когда нет полного промерзания, и когда тканевые жидкости остаются при низких температурах в переохлажденном жидком состоянии. Кристаллики льда вызывают необратимые изменения клетки организма. Быстрое охлаждение до температур -90 ...-160 °С приводит к получению стеклоподобной формы воды, которая не разрушает клетку, способную к оживлению.

При замораживании по мере снижения температуры продукта моле­кулы воды сближаются, силы их взаимного притяжения увеличиваются, слабеет броуновское движение. Когда энергия молекул воды становится ниже уровня их постоянной ориентации, начинается кристаллообразова­ние с выделением теплоты кристаллизации 335 кДж моль 1 . При этом устойчивость продукта к микробной порче повышается. По Скотту, ак­тивность воды а в определяется как отношение давления пара над водным раствором к давлению пара чистой воды при той же температуре:

а в =Р Ро- 1

где р - давление пара над водным раствором , Па; р 0 - давление пара чистой воды, Па.

Активность воды является основным фактором регулирования вза­имоотношений микроорганизмов с водой. Минимум влаги, необходи­мый для жизнедеятельности микроорганизмов, и соответствующая ему активность воды составляют для бактерий 20-30% при а в не ниже 0,94-0,9, дрожжей и плесеней - 11-13% при а в не ниже 0,88-0,8. Неко­торые организмы размножаются при активности воды, близкой к 0,73. Можно считать, что при активности воды менее 0,7 пищевые продукты сохраняются длительное время.

Консервирование – это обработка продуктов питания с целью предохранения их от порчи при длительном хранении. Позволяет обеспечивать население в течение всего года ценными сезонными продуктами (овощи, фрукты, ягоды); использовать пищевые продукты, добываемые в отдаленных районах страны (например, рыбу); улучшать питание населения в районах Крайнего Севера; создавать резервы продовольствия и облегчать снабжение населения (в случае стихийных бедствий) и войск (в военное время).

Применяемые в современных условиях методы консервирования представлены ниже.

В основе применения уровней и режимов температуры с целью консервирования лежат научные данные об устойчивости различных видов микроорганизмов к действию температуры. Так стерилизация продуктов полностью уничтожает микроорганизмы , в том числе и их споры за счет достаточно интенсивного (выше 100 0 С) и продолжительного (более 30 мин.) температурного воздействия. Такие режимы приводят к существенным структурным изменениям вещества консервируемого продукта, изменению его химического состава, разрушению ферментов и витаминов, изменению органолептических свойств. Однако данный метод обеспечивает длительное хранение консервов (до 5 лет).

Пастеризация используется для инактивации только вегетативных форм микроорганизмов. Эффект может быть достигнут при более низкой температуре и меньшей экспозиции, чем при стерилизации, что позволяет почти полностью сохранить биологические, вкусовые и другие природные свойства продукта. Пастеризации подвергаются преимущественно жидкие продукты: молоко, фруктовые и овощные соки. Низкая пастеризации проводится при 65 0 С (не более) в течение 20 минут, высокая -при кратковременном (не более 1 минуты) воздействии температуры 85-90 0 С.

Охлаждение позволяет задерживать развитие в продукте неспороносной микрофлоры , а также ограничить интенсивность автолитических и окислительных процессов на срок до 20 дней. Наиболее часто консервированию охлаждением подвергается мясо (температура в толще продукта должна быть в пределах 0-4 0 С). Замораживание приводит к образованию в клетках кристаллов льда и повышению внутриклеточного давления. При размораживании (дефростации) такие продукты резко отличаются от свежих. Чтобы получить наименьшее изменение структуры тканей и максимальную обратимость применяют быстрое замораживание (-6 0 С). Прогоркание жира предотвращается снижением температуры до –30 0 С.

Укупоренные в герметическую тару продукты нагреваются генераторами ультра высокой частоты (УВЧ) до кипения, при этом происходит равномерный нагрев всей толщи продукта (обычный нагрев происходит за счет конвекции от периферии к центру), что значительно уменьшает время консервирования.

Консервирующее действие обезвоживания основано на прекращении жизнедеятельности микроорганизмов при содержании влаги в пищевых продуктах менее 15% - они впадают в анабиоз. Естественная (солнечная) сушка – процесс длительный, поэтому продукты могут подвергаться инфицированию и общему загрязнению. Разновидностью естественной сушки является вяление рыбы. Искусственная (камерная) сушка струйным методом используется для консервирования жидких продуктов (молоко, яйца, томатный сок). Форсунка распыляет продукт (размер частиц 5-125 мкм) в специальную камеру с движущимся горячим воздухом (90 0 – 150 0 С). Взвесь мгновенно высыхает и в виде порошка оседает в специальные приемники. Сушка распылением и пленочная обеспечивает незначительные изменения состава высушиваемого продукта, который легко восстанавливается. Осуществляется в камерах с быстро вращающимся диском, на который направляется тонкой струей подогретый воздух.

Вакуумная сушка производится в условиях разряжения при невысокой температуре (не более 50 0 С). При этом в наибольшей степени обеспечивается сохранность витаминов и природные вкусовые свойства высушиваемого продукта. Лиофилизация (сублимационная сушка) - современный и перспективный метод консервирования, при этом обеспечивается наиболее совершенное высушивание с максимальным сохранением природных, пищевых и биологических свойств продукта. Сначала в сублиматоре создается высокий вакуум, из продукта удаляется влага методом конденсации водяных паров и продукт самозамораживается (этим удаляется до 18% влаги). Остальная влага удаляется в процессе сушки – нагревается плита, на которой находятся продукты, при этом испаряются кристаллы льда, образовавшиеся при самозамораживании. Дальнейшее нагревание проводится до 45 0 – 50 0 С. В целом сушка длится около 20 часов. Важным свойством сублимированных продуктов является их легкая обратимость, т.е. восстановление при добавлении воды.

Применение ионизирующего (радуризация, радисидаци и радаппертизация) излучения позволяет наиболее полно сохранить природные пищевые и биологические свойства продуктов, обеспечить продолжительную, устойчивую их сохранность. Особенностью такого консервирования является получение стерилизующего эффекта без повышения температуры. Дозы, принятые для облучения продуктов с целью удлинения сроков их хранения, не вызывают появления в них вредных и токсических веществ.

Повышение осмотического давления в продукте за счет концентрированных растворов хлорида натрия или сахара приводит к усиленному выведению воды из микробной клетки, протоплазма ее подвергается обезвоживанию и плазмолизу. При солении используется 8-12% растворы хлорида натрия, т.к. большинство микроорганизмов прекращают рост при этих концентрациях. Метод имеет ряд недостатков:

§ теряется значительное количество питательных и экстрактивных веществ (в т.ч. белковых и азотистых);

§ ухудшается консистенция и вкусовые качества продуктов (солонина, соленая рыба и др.);

§ при вымачивании часть пищевых веществ переходит в воду.

Засахаривание действует таким же образом, однако, эффект консервирования достигается при концентрации сахара около 60%. Эффект может быть усилен варкой (варенье) или предварительной пастеризацией (фруктовые и ягодные сиропы). К данному методу консервирования устойчивы некоторые дрожжи и плесени (осмофилы).

Изменение рН до 4,5 замедляет развитие гнилостных бактерий. Обычно для этого применяют пищевые кислоты (уксусная, лимонная). Маринование часто сочетают с предварительной пастеризацией и солением. Квашение изменяет рН за счет образования молочной кислоты. При этом имеют место и другие виды брожения: спиртовое, уксуснокислое.

Применение химических веществ для консервирования ограничивается государственными службами, т.к. они не безразличны для человеческого организма. Чаще других из антисептиков используется бензойная кислота (повидло, мармелад, меланж, маргарины, рыбные презервы). Ограничено, только для сохранения икры, разрешено применение борной кислоты и уротропина. Более широко используют сернистую кислоту и ее препараты, например, сульфитирование (виноградный сок, вино, мармелад, пастила, картофель сырой и сушенный, ягоды, фрукты). В Санитарных правилах перечислены продукты, которые разрешается консервировать антисептиками, указаны и допустимые остаточные количества (ДОК) консервантов.

Первым и основным условием допуска антибиотиков в пищевую промышленность является исключение поступления в организм потребителя активного антибиотика (возникают аллергические реакции, изменяется микрофлора кишечника и др.) в составе используемого продукта питания. Необходимо, чтобы антибиотики наряду с выраженным антимикробным действием и невысокой устойчивостью во внешней среде (в процессе хранения продукта) легко инактивировались при тепловой обработке, не изменяли вкусовые свойства пищи и не были токсичными. Приведенным требованиям наиболее соответствует биомицин и террамицин (тетрациклиновый ряд). Они используются для обработки скоропортящихся продуктов (мясо, рыба), а также в тех случаях, когда применение других способов консервирования затруднено или невозможно (транспортировка мяса на большие расстояния и доставка рыбы с места улова на рыбзаводы). Кроме тетрациклинового ряда, используют нистатин (для борьбы с дрожжевыми и плесневелыми грибками) и низин (задерживает рост стафилококков, стрептококков, клостридий). Последний применяют в овощных консервах – зеленом горошке, томатах, плавленых сырках.

Антиокислители используются в основном для предотвращения окисления жиров. Это орто-пара-диполифенолы, пропилгаллат, бутилокситолуол и др. Антиокислительными свойствами обладает аскорбиновая кислота и ее соли. В настоящее время она используется как синергист антиокислителей жиров животных, топленных и маргаринов, а также в качестве антиокислителей вина (150 мг/л).

Копчение - комбинированное воздействие на пищевой продукт высушивания, соления, нагревания и антисептического действия дыма. Этот способ не только консервирует, но и повышает вкусовые и ароматические свойства продуктов. Имеются и специальные коптильные препараты, которые наносятся на продукт. Обращает на себя внимание то, что копчение хорошо маскирует признаки порчи рыбы.

Презервирование . Этим методом изготавливают так называемые презервы – нестерильные продукты, помещенные в герметизированную жестяную тару (банку). Консервирующий эффект достигается за счет соления, маринования, действия фитонцидов и др. Презервы являются продуктами ограниченного срока хранения. Хранить презервы следует в условиях небольшого охлаждения (6 0 – 8 0 С).