Контрольная работа по "Микробиологии"

К физическим относятся  процессы, вызывающие изменения физических свойств продукта — температуры, плотности, цвета, формы, консистенции, теплопроводности, радиоактивности и др.

Химические — это  процессы, которые вызывают превращения  отдельных химических веществ, входящих в состав пищевых продуктов (карамелизация  сахаров, кислотный гидролиз веществ), или процессы, которые протекают между отдельными химически активными веществами, находящимися в продукте либо в окружающей его атмосфере (образование меланоидинов, ацеталей, прогоркание жиров и др.). Эти процессы протекают без участия ферментов продукта и микроорганизмов.

Некоторые продукты (сушеные  плоды, овощи) могут подвергаться неферментативному  потемнению (покоричневению) — меланоидинообразованию, возникающему в результате реакции  между аминокислотами и восстанавливающими сахарами. Этот процесс приводит к изменению не только цвета, но вкуса и запаха продукта, что отрицательно сказывается на его пищевой ценности. Положительную роль меланоидины играют при выпечке хлеба, жарке мяса и рыбы, способствуя образованию специфического вкуса, аромата и цвета.

При хранении консервов в результате взаимодействия кислот консервированных продуктов с металлом банки может возникать химический бомбаж. В отдельных случаях наблюдается переход металла тары в продукты, что оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека при употреблении этих продуктов. При длительном хранении пищевых продуктов в результате химических превращений содержание биологически активных веществ (витаминов, органических кислот и др.) в их составе значительно уменьшается.

К биохимическим следует отнести процессы, вызывающие превращения химических составных частей продуктов под влиянием находящихся в них биологических катализаторов — ферментов или внесенных извне ферментных препаратов. Биохимическими процессами являются дыхание, автолиз, гликолиз и др. В ходе этих процессов сложные органические вещества подвергаются распаду, при этом выделяется заключенная в них энергия.

Дыхание сопровождается потерей массы продукта, выделением влаги и теплоты, изменением состава  окружающей атмосферы. Дыхание происходит в плодах, овощах, зерне, крупе, муке. При интенсивном дыхании продукты теряют много Сахаров, кислот и других питательных веществ. При этом возникают увлажнение и самосогревание продукта (зерно, овощи и др.).

Автолиз — ферментативный процесс саморастворения, протекающий в тканях мяса и рыбы. В результате его гликоген превращается в молочную кислоту. Под действием автолиза улучшаются вкус, запах, нежность и сочность мяса. Однако при глубоком автолизе происходит распад белков с появлением неприятного кислого вкуса.

Под действием ферментов  гидролаз в пищевых продуктах  протекают гидролитические процессы. В большинстве случаев они  приводят к ухудшению вкуса и  запаха продуктов и являются причиной их значительных потерь.

Микробиологические процессы являются разновидностью биохимических процессов в пищевых продуктах, поскольку изменение качества продукта наступает вследствие деятельности ферментов, находящихся в микроорганизмах, которые попадают в продукт случайно (брожение, гниение, плесневение) или вносятся искусственно (применение микроорганизмов при изготовлении молочнокислых продуктов, вин и др.).

Брожение — это  расщепление безазотистых органических веществ (углеводов, спирта, молочной кислоты) под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами. В процессе хранения пищевых продуктов могут возникать спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, маслянокислое брожение и др.

Гниение — глубокий процесс  распада белков под влиянием ротеолитических  ферментов, выделяемых гнилостными  микроорганизмами. Конечными продуктами распада являются сероводород, углекислый газ, аммиак, метан, индол и другие вещества, которые придают продуктам крайне неприятный запах и могут стать причиной отравления. Чаще всего загнивают продукты, богатые белком, — мясо, рыба, яйца и др.

Плесневение вызывают плесневые грибы, выделяющие различные ферменты, расщепляющие углеводы, белки и жиры. При плесневении продукты покрываются налетами различного цвета, приобретают неприятный вкус и запах. Плесень вызывает порчу плодов, овощей, хлеба, мяса, масла, яиц и др.

К биологическим относятся  процессы, вызываемые биологическими объектами — грызунами и вредителями  пищевых продуктов. Эти изменения  также оказывают большое влияние  на качество и сроки их хранения.

Во время перевозки  и хранения продуктов все перечисленные процессы протекают не изолированно друг от друга — они взаимосвязаны и взаимообусловлены, поэтому одни изменения часто влекут за собой и другие. В этом смысле можно говорить о комбинированных процессах, протекающих при переработке сырья, перевозке и хранении пищевых продуктов.

Анализ процессов, происходящих в пищевых продуктах, приводит к  выводу, что одни из них обусловлены  внутренними особенностями самих  пищевых продуктов, а другие —  влиянием внешней среды. Пищевые  продукты различаются между собой по химическому составу, характеру и интенсивности указанных процессов.

По наиболее характерным  для хранения признакам все пищевые  продукты можно разделить на три  основные группы.

Первая группа — свежие пищевые продукты животного и  растительного происхождения (целые  организмы, или их органы, или отдельные  части), в которых происходят биохимические, физические и химические процессы (например, зерно, овощи, плоды, мясо, рыба и др.). Особенно активно в них протекают биохимические процессы.

Вторая группа — продукты, полученные из животного или растительного  сырья. В них наиболее активно  протекают химические и физические процессы и очень слабо биохимические. Это хлебобулочные товары, сахар и кондитерские изделия, сушеные плоды и овощи, соленые, копченые и вареные продукты.

Третья группа — консервированные продукты, в которых благодаря  специальной обработке и герметичной  упаковке биохимические процессы практически  приостановлены, а физические и химические — совершенно подавлены.

Принципиальные различия между тремя группами состоят  в том, что продукты первой группы могут быть хорошо сохранены лишь при постоянном их взаимодействии с  внешней средой (т.е. при поддержании  в их тканях постоянного обмена веществ), а продукты третьей группы — при полной изоляции от внешней среды. Соответственно сроки хранения продуктов первой группы зависят от их физико-химических особенностей и условий внешней среды, а третьей группы — от способа обработки и степени герметизации. Промежуточное положение занимают продукты второй группы. Основные процессы, происходящие в пищевых продуктах этой группы при хранении, обусловлены прежде всего их физической структурой и химическим составом. Полностью избежать этих процессов нельзя, но можно в значительной мере замедлить, что предупредит существенные изменения качества продукта даже при длительном хранении. На протяжении всего периода хранения необходимо поддерживать на определенном уровне свойственные пищевым продуктам физические, химические и биохимические процессы.

Физические и физико-химические процессы возникают в продуктах  под действием температуры, влажности, газового состава, света, механических воздействий. Это процессы сорбции  и десорбции паров воды и газов, кристаллизация сахаров и соли, старение белков и коллоидов, уплотнение сыпучих веществ, деформация и нарушение целостности продуктов.

Процесс сорбции, т.е. поглощение влаги, может иметь место при  хранении соли, сахара-песка, муки, печенья, сухарей, вафель и др. При этом продукты размягчаются или теряют сыпучесть и слеживаются. При десорбции происходит усыхание продукта, в результате чего уменьшается его масса и ухудшается качество. Данный процесс присущ свежим плодам и овощам, хлебу, печенью и др. В некоторых продуктах (кондитерских изделиях, варенье, меде, мороженом) в процессе хранения происходит кристаллизация сахара, что приводит к ухудшению внешнего вида, консистенции и вкуса продукта.

Старением белков и коллоидов  при хранении продуктов объясняются  худшая набухаемость крупы, муки, бобовых, увеличение продолжительности их приготовления.

Механические повреждения  вызывают деформацию кондитерских изделий, хлеба, макарон, плодов и овощей, что  приводит к снижению качества или  полной непригодности товара к потреблению.

Некоторые товары обладают сильно выраженным запахом, который  может поглощаться другими продуктами. Поэтому такие продукты, как мясокопчености, сельдь, сыры, нельзя хранить вместе с кондитерскими изделиями, хлебом, сливочным маслом и др.

Замедление или ускорение различных процессов в товарах при хранении во многом зависит от температуры, влажности и состава воздуха, вентиляции и освещенности помещения, товарного соседства, упаковки и укладки товаров и многих других факторов.

Температура воздуха  оказывает большое влияние на развитие микроорганизмов и вредителей, активность ферментов и скорость химических реакций. Повышение температуры на 10 °С ускоряет ферментативные реакции в 1,3—5 раз, а химические еще сильнее. Поэтому большинство продовольственных товаров хранят при пониженных температурах, которые губительно действуют на многие микроорганизмы, вредителей и сводят к минимуму ферментативные и химические процессы. Для продуктов длительного хранения температура в хранилище не должна превышать 1 °С, а для скоропортящихся — не более 6 °С. Для особо скоропортящихся продуктов максимальный срок хранения при температуре не выше 6 °С составляет от 6 до 72 ч в зависимости от вида продукта. Это мясные, молочные, рыбные, овощные продукты, кондитерские изделия и др.

Утвержденные сроки хранения особо скоропортящейся продукции исчисляются с момента окончания технологического процесса, охлаждения и включают пребывание продукции на предприятии-изготовителе, транспортирование и хранение на предприятиях общественного питания и торговли. Предприятие-изготовитель должно маркировать каждую партию особо скоропортящейся продукции, указывая на ярлыках или упаковке температуру и окончание срока хранения. Сохранность многих товаров наилучшим образом обеспечивается путем создания непрерывной холодильной цепи от производителя до потребителя.

Влажность воздуха при  хранении товара также имеет первостепенное значение. Атмосферный воздух всегда содержит водяные пары. Относительная  влажность воздуха — это процентное отношение фактического количества водяных паров в воздухе к тому их количеству, которое требуется для его полного насыщения при данных температуре и давлении. Чем ниже процент относительной влажности, тем меньше водяных паров содержится в воздухе. Влажность воздуха подвержена колебаниям в зависимости от температуры.

Колебания относительной  влажности воздуха вызывают изменение  влажности товаров. Каждому виду товара свойственна определенная влажность, отклонение от которой может изменить направление химических и биохимических  процессов. Поэтому влажность воздуха необходимо поддерживать на таком уровне, чтобы исключить как увлажнение сухих товаров, так и высыхание товаров с высоким содержанием влаги. Для хранения товаров с высоким содержанием влаги (плоды, овощи, мясо) в складских помещениях следует поддерживать относительную влажность воздуха на уровне 80—95 %. Товары с невысокой влажностью (сахар, мука, соль, сухари и др.), а также способные окисляться (жиры) следует хранить при относительной влажности воздуха 65—75 %.

Состав газовой среды хранилища оказывает заметное влияние на сохранность продуктов. В помещении для хранения многих товаров должен быть следующий состав воздуха: 78 % азота, 21 % кислорода и 0,03 % углекислого газа. Поскольку многие продукты соприкасаются с воздухом, необходимо учитывать влияние на них отдельных составных частей воздуха, прежде всего кислорода. Так, фасованные мясные, рыбные и другие товары лучше сохраняются в атмосфере с пониженным содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа.

Вентиляция воздуха положительно влияет на сохранность многих товаров. Она способствует понижению температуры в хранилище, удалению из него лишних паров влаги, снижению концентрации углекислого газа, а также активизирует защитные функции товаров — зерна, свежих плодов, овощей и др. В зависимости от способа подачи воздуха различают естественную, принудительную и активную вентиляцию.

Свет при хранении большинства продуктов играет отрицательную  роль: ускоряет процессы дыхания, окисления  и разрушения многих витаминов. Под  воздействием света может происходить обесцвечивание и помутнение вина, пива, соков, позеленение и прорастание картофеля и овощей, окисление жиров, прогоркание круп и муки. Поэтому многие товары хранят в затемненных помещениях.

Тара и упаковочные  материалы также влияют на сохранность пищевых продуктов. Упаковка защищает товар от внешних воздействий, повышенной или пониженной температуры, влажности воздуха, света, посторонних запахов, микроорганизмов и т.д.

Укладка товаров в  складах проводится отдельно по их названиям, видам, типам, сортам и партиям. Каждый товар имеет свои особенности укладки.

Холодильная обработка  является не только самым универсальным  и весьма эффективным способом сохранения качества пищевых продуктов, но и  необходимым условием получения  высокого качества продуктов при различных способах консервирования (производство ветчины, кисломолочных продуктов, малосоленой рыбы и т.д.). Хранение многих пищевых продуктов в свежем (мясо, плоды, овощи и др.) или замороженном (мясо, рыба и др.) виде основано на использовании холода. Охлажденные продукты хранят от 10—30 дней (мясо, рыба) до нескольких месяцев (плоды, овощи, яйца), замороженные — до года и более. Холод подавляет, но не останавливает полностью процессы, вызывающие порчу продукта; охлаждение и замораживание сопровождаются подавлением жизнедеятельности микроорганизмов и их отмиранием, но не обеспечивают стерильности продуктов.

От микробиологической порчи пищевые продукты можно  предохранять с помощью химических средств. В настоящее время известно более 100 таких веществ. Однако большинство из них могут отрицательно влиять на здоровье человека или заметно ухудшать натуральные свойства продукта. В России для защиты продуктов от порчи применяют такие химические средства, как сернистый ангидрид и бензойнокислый натрий.