Физични и химични методи за консервиране - Технология на консервиране
хранителен консервант продукт полизахарид
Консервирането е обработката на продуктите по специални начини, за да се предпазят от разваляне. В резултат на консервирането продуктът придобива способността да се съхранява дълго време. От всички известни принципи на консервиране за производство на маркови консерви се използват два: абиоза и суспензия. Консервирането на принципа на абиозата се основава на пълното унищожаване на микроорганизмите, присъстващи в продукта (стерилизация). Консервирането според принципа на суспендираната анимация се състои в потискане на микробиологичните процеси чрез химически или физически средства.
Консервирането се основава на прекратяването на биохимичните процеси, потискането на фитопатогенната микрофлора и изолирането на продукта от външната среда, т.е. от вторичното въвеждане на микрофлора, контакт с атмосферен кислород, както и светлина. Методите за консервиране се разделят на физични, микробиологични и химични.
Физическите методи включват:
- термична стерилизация - основният промишлен метод за консервиране;
- създаване на висока концентрация на захар, сол, изсушаване, осмотично налягане;
- стерилизация чрез замразяване при ниска отрицателна температура;
- стерилизация чрез облъчване - ултравиолетови, високочестотни и други лъчи;
- стерилизация с помощта на стерилизиращи филтри.
Микробиологичните методи, базирани на натрупването на млечна киселина и алкохол, включват ферментация и осоляване, изплакване на плодове и зеленчуци и винопроизводство.
Химичните методи, базирани на използването на антисептици, включват: сулфитиране, използване на бензоена и сорбинова киселина.
Консервирането, като всяка разумна намеса, която се прилага към суровините по време на съхранение, не е такаунищожава естествените му свойства. В същото време трябва да се обърне внимание и на други непосредствени задачи, като например запазването на хранителната стойност, запазването на най-важните органолептични свойства - външен вид, мирис, вкус и консистенция - и най-голямото ограничаване на загубата на най-важните съставни вещества, предимно витамини. Този ефект може да се постигне по различни начини. Всеки метод на консервиране има своите предимства и недостатъци, някои имат свои специфични особености, други изискват задължителен набор от продукти.
Консервирането чрез нагряване, термичната стерилизация директно инхибира активността на микробите по физически начин, чрез излагане на топлина. В практиката е известна пастьоризация, при която се извършва нагряване до 100°С. Такова нагряване потиска активността на вегетативната форма на микроорганизмите и обикновените патогенни микроби. Благоприятно е да се използват киселинни продукти за консервиране, тъй като в такава среда не могат да се развиват спороносни микроорганизми и спорите не могат да покълнат. Стерилизация, т.е. ефектът от нагряване над 100 ° C се използва при запазването на некиселинни консерви. Такова нагряване може да унищожи спороносните и анаеробните микроби. Освен високата температура по време на стерилизация, определящо е и времето на излагане на температура. Обикновено се смята, че колкото по-ниска е температурата, толкова повече време е необходимо за постигане на пълна стерилизация, а при високи температури се постига по-пълна, дълбока и пълна обработка. Режимът на стерилизация все още може да бъде повлиян от първоначалното замърсяване на суровините, киселинността на продукта и влажността на средата, в която се намират микроорганизмите.
Консервиране чрез ферментация, осоляване и обогатяване. Инхибирането на развитието на микроорганизмите се постига чрез добавяне на значително количество химически чисти вещества, които обикновено са съставничасти от продукти и следователно не се считат за чужди вещества.
Вкисване. Говорим за консервиране с киселини, съдържащи се в големи количества в плодовете или получени при обичайния биологичен процес - ферментация. Те включват лимонена, гроздова, ябълчена и млечна киселина. От практическа гледна точка най-често при производството на компот и зеленчуци в кисел пълнеж се използва слабо окисляване до концентрация на киселини от 1,5%. Храните също се приготвят по време на консервиране чрез нагряване до температура от 100 ° C, т.е. пастьоризация. Освен това понякога се използват комбинации от млечна и оцетна киселина в съотношение 2:1 с концентрация 2% при консервиране чрез млечнокисела ферментация.
Осоляване. Консервиращият ефект на трапезната сол (NaCl) се проявява при концентрации най-малко 10%, някои микроорганизми понасят концентрации до 30%. На практика по-ниски концентрации на сол се използват в комбинация с мариноване при консервиране на зеленчуци. Солта, като независим консервант, се използва само при консервиране на зеленчуци в сол. Поръсете нарязаните и наситнени зеленчуци със сол. По същия начин разтрийте чесъна със сол. Готовите продукти трябва да съдържат до 20% сол и да се съхраняват на хладно и сухо място.
Укрепване. Етанолът (етилов алкохол C2H5OH) спира активността на микроорганизмите при концентрация от 15%. На практика това се използва при приготвяне на плодове в алкохол. Използва се чист, неденатуриран алкохол минимум 60%, подсладен за подобряване на вкуса с 5% захар (захарта няма консервиращ ефект). Използваните плодове трябва да са пресни, ненаранени и непрезрели, в противен случай омекват и се разлагат в алкохола.
Консервиране чрез намаляване на влажността. Чрез намаляване на подвижността на водата в продуктите по време на нежелани процеси, може да се създадесреда, неподходяща за развитие на микроби. Отстраняването на водата се извършва или чрез изсушаване, или чрез увеличаване на съдържанието на необходимите вещества: сгъстяване, подслаждане. При този метод на консервиране се запазват предимно микроорганизми. Когато съхранявате храна, приготвена по този начин, трябва да се гарантира, че влажността, особено на повърхността на храната, която не е добре затворена, е равна на тази на околната атмосфера. При нормални температури на съхранение от 20°C, критичната относителна влажност за бактерии е приблизително 95%, за плесени 75%, за осмофилни дрожди 60%.
Удебеляване. Сгъстяването е частично изпаряване на водата от храната. Концентрацията на неразтворими вещества в продуктите създава среда, неподходяща за развитие на микроорганизми. Плодовите концентрати обикновено съдържат 50-70% сухо вещество, зеленчуковите - 25-50% сухо вещество. При ниски концентрации трябва да се приложи допълнително консервиране, например ецване, захаросано, ако е необходимо, стерилизация. Суровините по време на сгъстяване първо се изцеждат или разтриват. За да се запазят органолептичните (вкус, мирис, цвят) и биологичните (витамини) свойства, е по-изгодно да се сгъсти при ниски температури, главно чрез намаляване на налягането в автоклавите и възможно най-бързо. В домакинството обикновено се практикува директно нагряване до температура, близка до кипене. При такива температури има висок антимикробен ефект, което води до практическа пастьоризация. Напротив, оцветяването претърпява големи промени. Пюретата от плодове и зеленчуци трябва да се разбъркват по време на сгъстяване, за да не загорят.
Консервиране чрез понижаване на температурата. С понижаване на температурата биохимичните и микробиологичните процеси се забавят. При температури под 0°Сзамразяване на водата в плодовете и зеленчуците, което е много подобно на изсушаването на околната среда. Консервиращото действие навсякъде обаче е временно. В студа някои процеси на разлагане само се забавят.
Охлаждане. Охлаждането може да удължи съхранението на плодовете и зеленчуците само за кратко време. На практика това се използва само за дългосрочно съхранение на суровини преди преработка. Температурите на съхранение трябва да бъдат възможно най-ниски над точката на замръзване. От гледна точка на потискане на всички биохимични реакции е изгодно готовите продукти да се съхраняват при ниски температури. Техните естествени и органолептични свойства са по-добре запазени.
Замръзване. Замразяването охлажда плодовете и зеленчуците под температурата, която ги кара да замръзнат. Точката на замръзване зависи от сорта, разнообразието и монтажа. Ако замръзването не изчезне достатъчно бързо, в плодовете могат да се образуват кристали, които разрушават техните клетки и тъкани. До подобни промени води до изтичане на сок. Размразените храни се развалят много бързо. За дългосрочно съхранение на продуктите, в продължение на няколко месеца, е необходимо продуктите да се замразят достатъчно бързо до температура под -20°C и да се съхраняват дълго време при температура около -18°C.
Консервиране чрез биологична обработка на средата. Консервиращият ефект се постига чрез биологична обработка на средата и ползотворно използване на активността на определени микроорганизми. Тогава получените консерванти във високи концентрации също заглушават действието на своите създатели.
Млечнокисела ферментация. Действието на млечнокисели бактерии води до превръщането на някои захариди в млечна киселина или в други, по-малко желани вещества (главно киселини: оцетна, маслена, етанол, CO2).Този метод е класически при консервиране на зеленчуци. Обикновено киселите плодове не се подлагат на млечна или алкохолна ферментация, тъй като съдържат малко захар и протеинови вещества, необходими за ферментацията. Времето на ферментация до голяма степен зависи от температурата, при която протича. При температури около 20°C ферментацията протича за 4-8 дни, в по-студения предзимен сезон при температури около 15°C за 3-4 седмици. Ниските температури допринасят за увеличаване на времето за ферментация, което е по-изгодно за дългосрочно съхранение на продуктите.
Алкохолна ферментация. Действието на дрождевите гъбички от рода Saccharomyces води до разграждането на някои така наречени директно ферментиращи монозахариди в етанол и въглероден диоксид CO2. Този метод е класически при производството на плодови и гроздови вина и при производството на самогон. Следващото по важност след консервирането на плодове е производството на вино. В същото време сокът и мъстта се получават първо от плодове, които са ферментирали в първоначалното състояние или след подходяща обработка (разреждане, подслаждане). Оптималната начална концентрация на захар е 8 - 20%, най-много 30%. В допълнение към захарта, ферментацията изисква и минерални хранителни вещества. За да направите това, се препоръчва да се подобрят разредените сокове с разтвор на азотни и фосфорни соли. Оптималната киселинност на пивната мъст е 0,3 - 0,8% по отношение на лимонената киселина. Оптималната температура за ферментация е 15 - 20°C. Мъстта обикновено започва да ферментира поради микрофлората, присъстваща в плодовете. Може да използвате и закваска, направена от чисти дрождеви култури, според инструкциите на производителя. Мъстта ферментира 2 - 3 дни, след което ферментира на топло около 6 - 8 дни. Ако процесът се извършва в малки, затворени обеми, е необходимо внимателно да се освободиотделя CO2. Ферментацията спира или когато цялата захар е ферментирала, или когато концентрацията на етанол достигне около 15%. Веднага след като виното е достатъчно избистрено - дрождите ще се утаят на дъното - трябва да се отцеди. Ако утайката във виното се преекспонира повече от 5 дни, това значително ще влоши качеството му.
Оцетна ферментация. Действието на оцетните бактерии води до превръщането на етанола в оцетна киселина (CH3COOH). Това обстоятелство се използва при производството на оцет. Приблизително 10% разтвор на етанол с 1 - 2% оцетна киселина при постоянно интензивно обдухване с въздух при температура 30°C ферментира в оцет. Добивът е 90%.
Консервиране чрез химическа обработка на средата. Обработката на околната среда - обикновено добавяне на повече или по-малко химически способни вещества - води до инхибиране на различни микроби в продуктите. Това не елиминира спорите. Обикновено има спиране или ограничаване на жизнената активност и вегетация на колонии от микроорганизми, което предотвратява тяхното размножаване. Въздействието на реагента зависи от неговата активност, работните условия на околната среда и концентрацията. Основният недостатък на този метод на консервиране е добавянето на ново, по отношение на продуктите, чуждо вещество. Някои от използваните преди това химикали се оказаха нездравословни и не трябва да се използват като консерванти (салицилова киселина), други доведоха до нежелани промени в органолептичните свойства, т.е. вкус, цвят, мирис и текстура. Общата употреба на химически консерванти започна да се ограничава и където това е технически и индустриално възможно, се използват най-печелившите методи за консервиране, главно пастьоризация и стерилизация. Промишлените продукти може да съдържат химикаликонсерванти заедно с други, като тяхната концентрация трябва да бъде посочена. От чистите химикали серен диоксид, бензоена киселина, мравчена и сорбинова киселина се използват главно за консервационни цели.
Списък на консервантите, разрешени в Европейския съюз за употреба в хранителни продукти: