ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ОХЛАЖДЕННОМ И ЗАМОРОЖЕННОМ СОСТОЯНИЯХ

 

Современное огромное городское население требует колоссального количества пищевых продуктов, которые в подавляющем объеме производятся и обрабатываются в отдаленных сельских районах. Вопрос усложняется тем, что многие продукты, в частности фрукты и овощи, отличаются сезонным характером. Следовательно, их необходимо сохранить для круглогодичного снабжения населения. Такие пищевые продукты необходимо сохранить во время обработки, транспортировки и последующего хранения, пока они, наконец, не будут использованы. Период сохранения измеряется в пределах от нескольких часов до нескольких лет. Во всем мире ежегодно производится около 4 млрд. тонн продуктов. Однако 25 – 30% всей полученной продукции портится из-за отсутствия достаточных технических средств хранения и несовершенства технологии, причем основная часть утрачиваемых продуктов – это сырье животного и растительного происхождения.

Для сохранения продуктов необходимо ослабить влияние факторов приводящих к их порче (разложению). Разложение продуктов, потеря ими полезных для человека веществ, товарного внешнего вида, части массы происходит вследствие действия на них следующих трех групп факторов.

Первая группа факторов связана с физическими явлениями - испарением воды из продуктов, разрушением тканей самого продукта под воздействием внешней среды. Увеличение сроков хранения при этом связано с поддержанием постоянной температуры и влажности в закрытой камере, исключающей механические воздействия, а также чрезмерное увлажнение или высыхание продуктов.

Вторая группа факторов обусловлена протеканием химических реакций между активными компонентами, входящими в состав продукта и окружающей среды. Такими веществами являются ферменты. Ферменты – это сложные белки, которые катализируют химические реакции, происходящие в клетках органических веществ. Они присутствуют во всех тканях и клетках растений и животных, их вырабатывают все живые клетки для поддержания различных жизненно важных реакций. Ферменты также играют важную роль в образовании семян, воспроизводства и роста растений и животных, созревании плодов и пищеварительных процессов у животных. Ферменты, прежде всего, ответственны за разложение и распад всех органических веществ, поэтому они почти всегда разрушительны для скоропортящихся продуктов. При воздействии ферментов на мясо, рыбу, фрукты и овощи выделяются пахучие продукты распада. Этот аромат – явный признак того, что продукты непригодны для употребления. Кроме немногих особых случаев, где брожение – желательный результат процедуры обработки продукта, действие ферментов необходимо или устранить полностью, или жестко подавить, если пищевые продукты необходимо сохранить съедобными.

К счастью, ферменты чувствительны к температуре, так можно управлять их активностью. Большинство ферментов полностью разрушается при температуре больше 77°С. Поэтому при обработке продуктов ферменты, которые содержатся в клетках, уничтожаются. Кроме того, приготовленные пищевые продукты больше не подвержены распаду из-за ферментов. К сожалению, ферменты очень стойки к низкой температуре. Хотя при низкой температуре скорость химических реакций уменьшается, активность ферментов продолжается, хотя и с более низкой скоростью. Поэтому, хотя ферменты и не разрушены, их активность при низкой температуре значительно уменьшается, в частности при температуре ниже замерзания воды 0°С.

Третья группа факторов связана с жизнедеятельностью микроорганизмов, результат которой приводит к полной потере продуктами полезных качеств и даже может сделать его смертельно опасным.

Микроорганизмы – это растений и животные микроскопического и субмикроскопического размера. Они возбудители брожения, разложения и распада – существуют полезные и вредные для людей. Микроорганизмы в большом количестве присутствуют везде, где может выжить организм в воздухе, почве, воде и внутри и снаружи на растениях и животных. Эти мельчайшие организмы выделяют ферменты, воздействующие на органику, на которой они растут.

Развитие микроорганизмов внутри и снаружи на скоропортящихся пищевых продуктах вызывает в них сложные химические изменения. В результате происходят нежелательные изменения вкуса, содержания витаминов, запаха и внешнего вида. Если не остановить процесс, пищевые продукты станут непригодными для употребления. Особый интерес при изучении сохранения пищевых продуктов вызывают три типа микроорганизмов: бактерии, дрожжи и микроскопические грибы (плесени). Так как каждый тип микроорганизма несколько отличается и по своей природе, и по поведению, необходимо их характеризовать отдельно.

Бактерии – самая простая форма растительной жизни, которая состоит из одной живой клетки. Размножение осуществляется делением клетки. При достижении стадии зрелости бактерия делится на две равные клетки. В идеальных условиях бактерия достигает состояния зрелости и размножается менее чем за 20 – 30 минут. Скорость роста и размножения бактерий и других микроорганизмов зависит от условий окружающей среды. Температура, свет, наличие кислорода, влажность и рН-фактор (уровень кислотности или щелочности) наряду с наличием питания влияют на скорость развития бактерий. Причем для каждой разновидности бактерий существует минимальная температура, при которой они могут развиваться. При температуре ниже данного порога бактерии впадают в спячку и не способны к воспроизводству. Точно так же для каждой разновидности бактерий существует порог максимальной температуры. При температуре выше этого предела бактерии разрушаются. Оптимальная температура для большинства бактерий, которые питаются пометом животных и мертвой тканью животных и растений (сапрофиты), от 24 до 30°С. Оптимальная температура для большинства бактерий, которые являются причиной инфекций и болезней носителя (патогенные бактерии), около 38°С. В большинстве случаев можно значительно снизить скорость размножения бактерий, если понизить температуру окружающей среды. Наконец, существует несколько разновидностей бактерий, которые лучше всего чувствуют себя при температуре кипения воды, в то время как другие – при температуре ее замерзания.

Дрожжи – это похожие на бактерии простейшие одноклеточные растения, но они принадлежат семейству грибов. Их клетки больше и сложнее, чем у бактерий. Дрожжи размножаются почкованием. На зрелой клетке появляется небольшой выступ, который увеличивается в размере и, наконец, отделяется от материнской клетки. В идеальных условиях почкование происходит настолько быстро, что новые почки формируются на материнской и дочерних клетках прежде, чем они отделяются. Так образуются дрожжевые пучки. Как и бактерии, дрожжи также участвуют в процессах брожения, ферментации и разложения. Они выделяют ферменты, которые вызывают химические изменения в продукте. Дрожжи отличаются способностью преобразовать сахар в спирт и углекислоту. Это разрушительно действует на свежие пищевые продукты, в частности на фрукты и соки. Дрожжи также чувствительны к температуре окружающей среды. Главным образом они предпочитают умеренную температуру от 13 до 30°С. Скорость их размножения уменьшается в ответ на понижение температуры. Дрожжи не такие стойкие к неблагоприятным условиям, как бактерии, хотя они могут развиваться в кислой среде, в которой большинство бактерий не выживает.

Плесени – это простейшие растения из семейства грибов. Однако они намного сложнее по структуре, чем бактерии или дрожжи. Принимая во внимание, что бактерия или дрожжи состоят из одной клетки, плесени состоят из множества клеток, которые образуют длинные нити волокон, называемые гифами. Плесень размножается спорами. Спора – это микроорганизм, который защищен прочным покрытием. Он находится в состоянии бездействия и ждет возникновения благоприятных условий окружающей среды прежде, чем начнутся процессы его жизнедеятельности. Споры плесени находятся везде, и особенно их много в воздухе, который переносит их с места на место.

Плесень развивается в темной влажной среде при большом количестве кислорода и повышенной влажности воздуха. Особенно активно она растет при недостаточной циркуляции воздуха. Условия в холодильных камерах часто идеальны для развития плесени, особенно зимой. Данную проблему можно решить, если поддерживать хорошую циркуляцию воздуха в камере хранения, применять бактерицидные краски для оборудования, использовать ультрафиолетовое облучение и часто чистить камеру.

 В отличие от бактерий плесень развивается только на пищевых продуктах, которые содержат относительно большое количество сахара или кислот, поэтому ее часто находят на кислых плодах и в емкостях для маринования. Плесень – это наиболее частая причина порчи цитрусовых и яблок.

Хотя плесень менее стойка к высокой температуре, чем бактерии, она более терпима к низкой температуре. Она свободно развивается при температуре, близкой к замерзанию воды, но не выживает при температуре ниже 0°С. Но гибель происходит больше от недостаточной влажности воздуха, чем от низкой температуры. Развитие плесени полностью прекращается при температуре ниже -12°С.

Для того чтобы ослабить влияние всех перечисленных факторов необходимо подобрать такие условия хранения, которые оказывают сдерживающее или останавливающее действие на их протекание. Так на продукт можно воздействовать теплом или холодом, обрабатывать его химическими веществами, хранить в охлажденном, в замороженном видах - или в вакууме - что может увеличивать срок его хранения. С этими воздействиями связаны и основные следующие способы хранения:

1. хранение в естественном состоянии при небольших положительных температурах; достоинства - простота, дешевизна, большие объемы хранимых продуктов. недостатки - малый срок хранения.

2. хранение после предварительной термической обработки при температуре 90 – 150 ⁰С; Достоинства - универсальность, надежность. Недостатки - потеря продуктами при обработке большей части витаминов, вкуса, объема и внешнего вида.

3. хранение после химического, нетермического консервирования (засолка и т.д., но не нагрев); достоинства - простота, отсутствие особых требований к хранению, большее количество сохранения витаминов; недостатки - изменение вкуса, необходимость емкости для хранения.

4. хранение продуктов в охлажденном виде, т.е. при температуре около +4 ºС; достоинства - сохранение практически всех полезных качеств продуктов и внешнего вида. Недостатки - небольшой срок хранения.

5. хранение продуктов в замороженном виде, т.е. при температурах меньше 0 ºС (в случае современных холодильных машин –18 ÷ –24 ºС), что приводит к замерзанию внутриклеточной воды в продуктах; достоинства - практически неограниченный срок хранения; недостатки - при размораживании, потеря продуктом части массы, изменение вкуса и вида.

Последние два способа получили распространение только в последние десятилетия, но показали неоспоримые преимущества, а потому занимают центральное место в системе консервации и длительного хранения, в том числе и в быту.

В охлажденном состоянии (0 ÷ -2 ⁰С) целесообразно хранить “всесезонные” продукты (молоко, мясо, рыбу) и продукты, имеющие значительный срок хранения.

Все остальные продукты, которые должны входить в ежедневный рацион питания, но созревающие в определенный сезон, необходимо хранить в замороженном состоянии.

На окончательное качество и срок хранения любого замороженного продукта влияют: природа и состав продукта, который будет заморожен; тщательность отбора, обработки и подготовки продукта для замораживания; способ замораживания; условия хранения.

Обычно замораживают: свежие овощи, фрукты, соки, мясо, птицу, морепродукты и яйца (без скорлупы); хлеб, печенье и мороженое; разнообразные готовые продукты и полуфабрикаты, например упакованные обеды.

Увеличение срока хранений при охлаждении до низких положительных температур связано с понижением активности и снижением интенсивности размножения микробов, но жизнедеятельность их продолжается, что и приводит через 5 - 10 дней к порче продукта (временные рамки хранения для каждого продукта свои и в зависимости от характера микробиологической среды).

Повышение срока хранения продуктов в замороженном состоянии (от -18 до -24) ⁰С связано с замедлением химических реакций в них, снижением активности микроорганизмов и ферментов, помогающих расщеплять молекулы химических соединений продукта на простые, более малые молекулы. Для снижения активности ряда ферментов (пепсина, трипсина) требуется понижение температуры до -24 ⁰С. Однако жизнеспособность микробов и ферментов сохраняется, т.е. микроорганизмы не погибают, а прекращается только их размножение. Так что после размораживания активность ферментов восстанавливается, а у некоторых (периксидазы, типозинады и каталозы) наблюдается даже кратковременное повышение активности. Это объясняется тем, что в результате структурных изменений во время замораживания высвобождаются различные первоначально связанные компоненты ферментов.

Холодильная обработка практически не влияет на витамины А, В, Д и Е. Содержание витамина С уменьшается, но не так существенно, как при естественном хранении или термообработке.

При размораживании активность ферментов восстанавливается, а микроорганизмов резко усиливается. Размороженный продукт испортится быстрее, чем в случае естественного хранения, что связано с частичным разрушением клеточных мембран тканей продукта, кристаллами льда при недостаточно быстром замораживании, а также со свойствами самих живых организмов.

Холодная обработка (охлаждение) не влияет на витаминные группы А, В, Д, Е и несколько уменьшает содержание витамина С. На качество продуктов после размораживания также влияет скорость замораживания. Чем, быстрее это происходит, тем лучше, т.к. при быстрой заморозке образуется меньшее количество кристаллов льда с острыми гранями, т.е. разрушится меньшее количество клеток. Большинство из них замерзнет целиком.

Таким образом единственным средством сохранения продуктов в первоначальном свежем состоянии является охлаждение. Это принципиальное преимущество холода перед другими способами. Однако у охлаждения есть следующие недостатки:

1. Когда пищевые продукты сохраняются холодом, процесс охлаждения необходимо начать сразу после сбора.

2. Процесс охлаждения должен быть непрерывным до потребления продуктов.

3. Способ сохранения холодом требует относительно дорогого и громоздкого оборудования.

Данные условия делают охлаждение неудобным и неэкономичным способом сохранения пищевых продуктов во многих случаях. Основываясь на этом, можно отметить, что нет ни одного способа, который был бы оптимальным во всех случаях. Выбор способа зависит от:

1. вида продукта;

2. длительности хранения;

3. цели использования;

4. наличия оборудования для хранения.

Для реализации технологий охлаждения и замораживания продуктов целесообразно формирование двух типов устройств, оно из которых реализует охлаждение, а другое - замораживание. Это привело к разработке конструкций холодильников и холодильных машин с разными отсеками. Например, двухкамерные холодильники позволяют хранить продукты в охлажденном и замороженном видах, а трехкамерные еще и в естественных условиях.

На основе анализа норм рационального питания российские и зарубежные исследователи рекомендуют объем холодильной и морозильной камеры на одного человека 150 – 200 дм³, а объем холодильника для средней семьи должен быть 500 – 700 дм³ с учетом объема морозильной камеры (40% общего объема).

На основании изложенного можно сформулировать требования к перспективным моделям холодильников.

1. Общий объем холодильника должен быть 250 – 700 дм³ в зависимости от числа членов семьи из расчета 200 дм³ на одного члена семьи.

2. Объем морозильной или низкотемпературной камер должен составлять 40 – 50% общего объема холодильника.

3. Температура в холодильной камере должна быть 0 ÷- 2⁰ С.

4. Температура в низкотемпературной камере при режиме замораживания должна быть от -18⁰ до -24⁰ С.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: