Методы консервирование. Холодильная обработка

     Известно, что микроорганизмы располагают разнообразным ферментативным аппаратом, который переключается по мере необходимости с одного биохимического процесса на другой. В данном случае включаются в работу пектолитические ферменты, протопектин гидролизуется, плодовая ткань мацерируется, клетки "отклеиваются" друг от друга, и микробы получают доступ к каждой клетке со всех сторон.

     Главным возбудителем порчи сырья являются микроскопические организмы: плесени, дрожжи, бактерии. Однако процесс расщепления ферментами микроорганизмов требует много времени. Поэтому плоды сохраняются в течение определенного времени без заметных признаков порчи.

     Следующим барьером, тоже одним из компонентов иммунитета, является клеточная оболочка, в состав которой входят трудно поддающиеся химическому воздействию целлюлоза и протопектин.

     Далее, под клеточной оболочкой находится цитоплазменная оболочка, для разрушения которой тоже требуются особые меры воздействия. При повреждении цитоплазменной мембраны плодовая клетка погибает, находящийся в ней сок вытекает и становится добычей микробов.

     Таким образом, пока плоды и овощи живут, они во многом сами себя защищают от действия микроорганизмов без вмешательства  человека

       Растительное сырье представляет собой живой организм, который, хотя и хорошо защищен от внешних воздействий, но может подвергаться порче. Причём побудители порчи частично заложены в самой природе жизни.

     Следовательно, проблема консервирования, сохранения плодов, овощей и продуктов их переработки сводится к затормаживанию жизненных процессов, лежащих в основе явлений порчи, регулированию биохимических процессов, протекающих в сырье, а также определяющих жизнедеятельность микроорганизмов.

     Изменяя условия среды, воздействуя на сырье  и на микроорганизмы теми или иными  физическими и химическими факторами, можно добиться уничтожения или подавления жизни возбудителя порчи (микроорганизма) и сохранения жизни сырья.

     Можно прекратить все жизненные процессы в сырье, не разрушая его пищевых  качеств, устранить возбудителя  порчи и сохранить тем самым  сырье как пищевой продукт.

2. Повреждающее действие низких температур

     В наименьшей степени продукты повреждаются при консервировании путем обработки  холодом. При щадящих режимах  обработки качественные изменения продуктов могут не определяться органолептически, как будет показано ниже на примере холодильной обработки мяса, вкусовые его свойства во время холодильной обработки и хранения при умеренных температурах улучшаются.

     Тем не менее обычно при холодильной обработке про-исходит некоторое снижение качественных свойств продуктов.

     При быстром понижении температуры в клетке происходит глубокое нарушение обмена веществ. Это объясняется нарушением динамического равновесия биохимических процессов, что объясняется различной степенью снижения ферментативной активности различных ферментов при понижении температуры. При этом в клетках происходит накопление промежуточных, частично токсических для клетки метаболитов.

     При быстром охлаждении такая дискоординация про-исходит быстро и часто приводит к гибели клетки. Подобное явление получило название температурного шока. При постепенном снижении температуры возможна адаптация клетки к нарушениям обмена веществ.

     При быстром охлаждении возможно быстрое  увеличение вязкости протоплазмы, образование геля, последующий синерезис, который приводит к спонтанному отделению жидкой фазы и структурным изменениям в клетках.

     Явление температурного шока имеет значение прежде всего для живых растений и микроорганизмов. Его неблагоприятное действие особенно сильно проявляется при быстром охлаждении теплолюбивых растений и молодых культур микроорганизмов. Основное средство, позволяющее избежать температурного шока, — уменьшение скорости снижения температуры.

     При замораживании продуктов основное повреждающее действие на клетку оказывает процесс образования льда.

     При обычно принятых в промышленности температурах замораживания кристаллы льда сначала образуются в межклеточной жидкости; в результате вымерзания воды в межлеточной жидкости увеличивается концентрация растворенных веществ, в незамерзшем растворе возникает градиент концентрации растворов в межклеточной и внутриклеточной жидкости, под действием которого вода из клеток диффундирует в межклеточное пространство, что приводит к обезвоживанию клеток.

     Обезвоживание клетки и разрастание кристаллов льда в межклеточном пространстве вызывает уменьшение размеров клетки, ее сжатие, образование складок в оболочке и, в конечном счете, механическое повреждение протоплаз¬мы.

     Механическое  повреждение протоплазмы возможно также из-за возникающего механического  давления между кристаллами льда, образовавшимися вокруг клетки в  меж-клеточном пространстве, и кристаллами льда в вакуоли клетки.

3. Холодильная обработка плодов и овощей

       Влияние температуры на отдельные виды и сорта плодов и овощей

     В определенных температурных пределах действие температуры на хранящиеся плоды и овощи приблизительно подчиняется правилу Вант-Гоффа, по которому при снижении температуры на 10°С скорость химических (в данном случае биохимических) реакций уменьшается в два раза. Однако снижение температуры не должно доходить до определенного предела, при котором возможно подмораживание продукта, если технологией не предусматривается его замораживание. Действие замораживания на плоды и овощи будет рассмотрено ниже.

     Плоды некоторых видов и сортов, особенно южного происхождения, проявляют высокую степень чувствительности к пониженным температурам, даже к температурам значительно выше точки их замерзания.

     При хранении этих продуктов в условиях пониженной температуры наблюдаются  разного рода физиологические расстройства: потемнение отдельных участков тканей под кожицей, паренхимных тканей в глубине плодов, потемне¬ние значительных участков поверхности плодов, разрыхление тканей, разрывы кожицы и так далее. Это может иметь место при хранении бананов, цитрусовых плодов, многих сортов груш, некоторых сортов яблок, томатов, картофеля.

     По  отношению к температуре плоды  и овощи принято делить на три  группы:

     1-я  группа — хорошо сохраняющиеся при температуре чуть выше или даже чуть ниже точки замерзания, то есть при температуре ниже 0°С — лук, чеснок, капуста (но маточники следует хранить при более высокой температуре);

     2-я  группа — хорошо сохранившиеся при температуре, близкой к 0°С (большая часть плодов и овощи);

     3-я  группа — хорошо сохранившиеся при температуре 2—10°С и даже выше — картофель, томаты, цитрусовые, некоторые сорта яблок, груш, бананы. При хранении этих продуктов в недозревшем состоянии температура должна быть несколько выше для лучшего протекания процессов послеуборочного дозревания.

     При выборе условий хранения следует  учитывать цель и время  использования  плодов и овощей, степень их физиологической зрелости, состав газовой среды, упаковку и размещение продуктов, условия вентиляции и другие фак¬торы. В настоящем курсе эти вопросы не рассматриваются.

     Замораживание плодов и овощей

     По  ряду причин замораживание плодов и  овощей не получило широкого промышленного  распространения.

     При замораживании в растительных продуктах в начальный период происходит рост кристаллов льда в межклеточном пространстве, в основном за счет воды стенок клеток. Затем происходит увеличение кристаллов льда за счет перемещения некоторого количества воды из протоплазмы, что приводит к гибели клеток.

     Эта гибель сопровождается отслаиванием плазмы от стенок клеток, "съеживанием" ее и разрушением за счет исчезновения наполненных жидкостью вакуолей. Объем клетки при этом может сократиться в 5—9 раз.

     При замораживании плоды и овощи как живые организмы погибают.

     Причин  гибели растительной клетки при замораживании может быть несколько:

     ♦ непосредственное действие низкой температуры;

     ♦ обезвоживание цитоплазмы в процессе льдообразования;

     ♦ ядовитое действие повышенных концентраций ионов;

     ♦ механическое давление льда на обезвоженную цитоплазму.

     Основной  причиной гибели растительной клетки считают вымерзание воды, то есть образование льда. Естественно, что это относится к живым плодам и овощам с большим содержанием воды.

     Живые клетки, которые содержат мало воды, выдерживают, не погибая, очень низкие температуры. Например, сухие семена растений переносят температуру, близкую к абсолютному нулю, — -243°С, а яйца некоторых насекомых выживают при температуре ~190°С.

     Слабое  нарушение целостности наружного слоя протоплазмы обычно проходит бесследно.

     Многие  вегетативные формы микроорганизмов погибают при низких температурах, тогда как споры, содержащие гораздо меньше свободной влаги, выживают, впадая только в анаболическое состояние: низкая температура, отсутствие капельно-жидкой влаги мешают осуществлению осмотического питания микроорганизмов и замедляют биохимические реакции в клетке.

     Гораздо больше снижается качество замороженных плодов и овощей из-за патологических изменений, вызванных механическими повреждениями клеток, образующимися кристаллами льда.

     Образующийся  при замораживании лед не только повреждает цитоплазменную мембрану, но и разрывает клеточные оболочки, обусловливающие форму клетки. Пока сырье находится в замороженном, твердом состоянии, этого не видно. После оттаивания особенно нежных видов растительного сырья (таких, как вишня, абрикосы, персики и других) они теряют форму, резко размягчаются, становятся дряблыми, из них самопроизвольно вытекает большое количество сока.

     Замороженные  пищевые продукты должны сохраняться при низкой температуре, причем повышение температуры, даже кратковременное, отрицательно сказывается на последующем хранении. Например, если температуру хранения продуктов повысить от -18 до -10°С, пусть на короткое время, то микроорганизмы, "оправившись от шока", вызванного воздействием температурного уровня -18°С, возвращаются к нормальной жизнедеятельности, которую уже не остановить повторным понижением температуры среды до -18°С.

     Поэтому необходимо постоянное соблюдение всей холодильной цепи, начиная от замораживания и вплоть до потребления продукта.

4. Холодильная обработка мясных, молочных, рыбных продуктов и яиц

     Состояние мяса в зависимости от термической  обработки

     Особенности холодильной обработки мяса определяются характером биологических изменений мышечной ткани после убоя животного. Это сложные биологические и биохимические процессы, которые приводят к значительному улучшению вкусовых качеств мяса.

     Вскоре  после убоя животного в мясе наступают сильно выраженные изменения, называемые "посмертным окоченением" (лат. Rigor mortis), которые внешне проявляются в сильном сокращении скелетной мускулатуры и снижении ее эластичности.

     Время наступления посмертного окоченения неодинаково для мяса разного вида, оно зависит также от возраста, состояния животного перед убоем, условий транспортировки, предубойного содержания и от многих других факторов.

     Спустя  определенное время, которое также  зависит от многих факторов, происходит разрешение посмертного окоченения, уменьшение прочности волокон, образование  ароматических веществ и улучшение  вкусовых свойств мяса.

     Во  время созревания мяса в нем накапливаются предшественники аромата и вкуса, усиливается способность удерживать воду, происходит его размягчение, мясо становится нежным и сочным, улучшаются его вкусовые свойства, то есть мясо созревает, достигая лучших качественных кондиций.