Методы консервирования

2. Консерванты.

Современные условия жизни  диктуют необходимость применения целого ряда химических соединений, способных  эффективно предупреждать развитие микробиальной флоры — главным образом бактерий, плесени, среди которых могут быть как патогенные, так и непатогенные виды.

Под консервантами понимают вещества, увеличивающие срок хранения пищевых продуктов и защищающие их от порчи, вызванной микроорганизмами. Химические консерванты должны обеспечивать длительное хранение продуктов, не оказывая какого-либо отрицательного влияния на его органолептические свойства, пищевую ценность и здоровье потребителя. Эффективность действия консерванта зависит от его концентрации, рН, качественного состава микрофлоры [8]. Ни один из известных консервантов не является универсальным для всех продуктов питания. Каждый консервант имеет свой спектр действия.

Аскорбиновая кислота. Антимикробное действие консервантов усиливается в присутствии аскорбиновой кислоты. Консерванты могут оказывать бактерицидное (уничтожать, убивать микроорганизмы) или бактериостатическое (останавливать, замедлять рост и размножение микроорганизмов) действие.

Одним из основных признаков  гигиенического регламентирования  химических консервантов является их использование в концентрациях, минимальных для достижения технологического эффекта.

Применение антимикробных веществ в более низких дозах может способствовать размножению микроорганизмов. Это необходимо учитывать при разработке санитарных правил и норм для пищевых добавок и их практическом применении.

Соединения серы. К широко распространенным консервантам относятся  такие соединения серы, как сульфит  натрия безводный (Na2S03) или его гидратная форма (Na2S03 7H20), метабисуль-фат (тиосульфат) натрия кислый (Na2S203), или гидросульфит натрия (NaHS03). Они хорошо растворимы в воде и выделяют сернистый ангидрид (S03), которым и обусловлено их антимикробное действие. Сернистый ангидрид и выделяющие его вещества подавляют главным образом рост плесневых грибов, дрожжей и аэробных бактерий. В кислой среде этот эффект усиливается. В меньшей степени соединения серы оказывают влияние на анаэробную микрофлору. Сернистый ангидрид обладает высокой восстанавливающей способностью, так как он легко окисляется. Благодаря этим свойствам соединения серы являются сильными ингибиторами дегидрогеназ, предохраняя картофель, овощи и фрукты от неферментативного потемнения. Сернистый ангидрид относительно легко уходит из продукта при нагревании или длительном контакте с воздухом. Вместе с тем он способен разрушать тиамин и биотин и усиливать окислительный распад токоферола (витамина Е). Соединения серы нецелесообразно использовать для консервирования продуктов питания, являющихся источником этих витаминов.

Большая концентрация соединений серы, например однократное пероральное введение 4 г сульфита натрия, может вызвать токсические явления. Уровень приемлемого суточного потребления (ПСП) сернистого ангидрида, установленный ОКЭПД ФАО/ ВОЗ, составляет 0,7 мг на 1 кг массы тела человека. Содержание в пищевых продуктах диоксида серы менее 10 мг на 1 кг (л) не указывается на упаковке (этикетке) продукта.

Сорбиновая кислота. Она обладает главным образом фунгицидным действием благодаря способности ингибировать дегидрогеназы и не подавляет рост молочнокислой флоры, поэтому используется обычно в комплексе с другими консервантами, в основном с сернистым ангидридом, бензойной кислотой, нитритом натрия. Широко применяются соли сорбиновой кислоты. Антимикробные свойства сорбиновой кислоты мало зависят от величины рН, поэтому она широко используется при консервировании фруктовых, овощных, яичных, мучных изделий, мясных, рыбных продуктов, маргарина, сыров, вина. Сорбиновая кислота — вещество малотоксичное, в организме человека она легко метаболизируется с образованием уксусной и в-оксимасляной кислот.

Бензойная кислота. Антимикробное действие бензойной кислоты (С7Н602) и ее солей — бензоатов (C7H505Na и др.) основано на способности подавлять активность ферментов. В частности, при ингибировании каталазы и пероксидазы накапливается пероксид водорода, угнетающий деятельность микробной клетки. Бензойная кислота способна блокировать сукцинатдегидрогеназу и липазу — ферменты, расщепляющие жиры и крахмал. Она подавляет рост дрожжей и бактерий маслянокислого брожения, слабо действует на бактерии уксуснокислого брожения и совсем незначительно — на молочнокислую флору и плесени. В качестве консервантов применяют также n-оксибензойную кислоту и ее эфиры (метиловый, этиловый, n-пропиловый,). Однако их консервирующие свойства менее выражены, возможно отрицательное влияние на органолептические свойства продукта. Бензойная кислота практически не накапливается в организме человека. Она входит в состав некоторых плодов и ягод как природное соединение; эфиры n-оксибензойной кислоты — в состав растительных алкалоидов и пигментов. В небольших концентрациях бензойная кислота образует с гликолом гиппуровую кислоту и полностью выделяется с мочой. В больших концентрациях возможно проявление токсических свойств бензойной кислоты. Допустимая суточная доза составляет 5 мг на 1 кг массы тела человека.

Борная кислота. Борная кислота (Н3ВО3) и бораты обладают способностью накапливаться в организме человека, главным образом в мозге и  нервных тканях, проявляя высокую  токсичность. Они снижают потребление  тканями кислорода, синтез аммиака  и окисление адреналина. В этой связи в нашей стране эти вещества не применяются.

Пероксид водорода. В ряде стран при консервировании молока, предназначенного для изготовления сыров, используется пероксид водорода (Н2О2). В готовом продукте он должен отсутствовать. Каталаза молока его расщепляет. В нашей стране пероксид водорода применяется для обесцвечивания боенской крови. Дополнительно вносят каталазу для удаления остатков пероксида водорода. Каталаза применяется при изготовлении кореньев для различных полуфабрикатов.

Гексаметилентетрамин, или уротропин, гексалин. Действующим началом этих соединений является формальдегид (СН2О). В нашей стране гексамин (C6H12N4) разрешен для консервирования икры лососевых рыб и выращивания маточных культур дрожжей. Его содержание в зернистой икре составляет 100 мг на 1 кг продукта. В готовых дрожжах содержание гексалина не допускается. Допустимая суточная доза, установленная ВОЗ, составляет не более 0,15 мг на 1 кг массы тела человека. За рубежом гексаметилентетрамин используется при консервировании колбасных оболочек и холодных маринадов для рыбной продукции.

Дифенил, бифенил. Циклические соединения, труднорастворимые в воде, обладают сильными фунгицидными свойствами, препятствующими развитию плесневых и других грибов. Вещество применяется для продления срока хранения цитрусовых путем их погружения на непродолжительное время в 0,5...2%-ный раствор или пропитывания этим раствором оберточной бумаги. В нашей стране эти консерванты не применяются, однако реализация импортируемых цитрусовых плодов с использованием данного консерванта разрешена. При попадании в организм из него выводится около 60 % дифенилов. Допустимая суточная доза согласно рекомендациям ВОЗ составляет для дифенила 0,05 на 1 кг массы тела человека. В разных странах допускается различный уровень остаточного содержания дифенилов в цитрусовых — 20... 110 мг на 1 кг массы тела человека. Рекомендуется тщательно мыть цитрусовые плоды и вымачивать их корочки, если они используются в питании.

В Российской Федерации органические кислоты (муравьиная, пропионовая, салициловая и др.) используются только для консервирования грубых кормов сельскохозяйственных животных.

Муравьиная кислота. По своей  органической структуре муравьиная кислота (НСООН) относится к жирным кислотам и обладает сильным антимикробным действием. В небольших количествах муравьиная кислота встречается в растительных и животных организмах. В нашей стране в качестве солезаменителей в диетическом питании применяются соли муравьиной кислоты — формиаты. Для муравьиной кислоты и ее солей ДСД не должна превышать 0,5 мг на 1 кг массы тела человека.

Пропионовая кислота. Так же как и муравьиная, пропионовая кислота (С2Н5СООН) широко распространена в живой природе, являясь промежуточным звеном цикла Кребса, обеспечивающего биологическое окисление белков, жиров и углеводов [3;256]. В США пропионовая кислота применяется в качестве консерванта при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий, предупреждая их плесневение. В ряде европейских стран она добавляется в муку. Соли пропионовой кислоты, в частности пропионат натрия, малотоксичны. Суточная доза последнего в количестве 6 г не вызывает каких-либо отрицательных явлений, в связи с чем ОКЭПД ВОЗ она не установлена.

Салициловая кислота традиционно используется при домашнем консервировании томатов и фруктовых компотов. В Великобритании соли салициловой кислоты — салицилаты — применяются для консервирования пива. Наиболее высокие антимикробные свойства салициловой кислоты проявляются в кислой среде. В настоящее время установлена токсичность салициловой кислоты и ее солей, поэтому использование салициловой кислоты в России в качестве пищевой добавки запрещено.

Диэтиловый эфир пироугольной кислоты может подавлять рост дрожжей, молочнокислых бактерий и плесеней, в отдельных странах используется для консервирования напитков. Вещество обладает запахом фруктов. При концентрации более 150 мг вещества на 1 кг изделия ухудшаются вкусовые качества напитков и проявляются его токсические свойства. Эфир взаимодействует с пищевыми компонентами продукта — витаминами, аминокислотами, аммиаком. В частности, реакция эфира с аммиаком приводит к образованию канцерогенного соединения — эфира этилкабаламиновой кислоты, способного проникать через плаценту материнского организма. В нашей стране рассматриваемый препарат запрещен к применению в качестве пищевой добавки.

Нитраты и нитриты натрия и калия применяются в качестве антимикробных средств при производстве мясных и молочных продуктов (NaNО3, KNО3, NaNО2, KNО2). При изготовлении колбасных изделий нитрит натрия добавляется не более 50 мг на 1 кг готового продукта, некоторых сортов сыров и брынзы — не более 300 мг на 1 л используемого молока. В продуктах детского питания применение этих веществ не допускается.

Нафтохиноны. Вещества применяются  для стабилизации безалкогольных напитков и обеспечивают подавление роста  дрожжей. Наиболее широкое распространение  получили юглон (5-окси-1,4-нафтохинон) и плюмбагин (2-метил-5-окси-1,4-нафтохинон). Консервирующий эффект юглон проявляет в концентрации 0,5 мг на 1 л, плюмбагин — 1 мг на 1 л. Они малотоксичны и обладают 100-кратным порогом безопасности.

Не допускается использование  консервантов при производстве продуктов  массового потребления: молока, сливочного масла, муки, хлеба (кроме фасованного  и упакованного для длительного  хранения), свежего мяса, продуктов  детского и диетического питания, а  также обозначаемых как «натуральные»  или «свежие».

Консервантам, не разрешенным  к применению в производстве в  Российской Федерации, относятся: азиды, антибиотики, Е 284 борная кислота, Е 285 бура (боракс), Е 233 тиабендазол, Е 243 диэтилдикарбонат, озон, этиленоксид, пропиленоксид, салициловая кислота, тиомочевина [9].

Запрещенным консервантом также  является Е 240 формальдегид.

3. Современные методы консервирования, их значение для практической деятельности.

В настоящее время дефицит  пищевых продуктов отечественного производства в России среди прочих факторов обусловлен проблемой сохранения сырья как растительного, так  и животного происхождения, а  также отсутствием необходимого технологического оборудования и соответствующих  технологий, отвечающих мировым стандартам. Один из современных методов консервирования - быстрое замораживание, которое  способствует длительному сохранению пищевых продуктов. Быстрое замораживание  позволяет сохранить биологическую  и витаминную ценность, активность сырья растительного и животного  происхождения, использовать сырье  для производства продуктов питания (в том числе детского и диетического) в осеннее-весенне-зимний период. Чем ниже температура, тем быстрее скорость замораживания и выше качество продуктов. Благодаря этому в клетках и межклеточном пространстве продукта образуются мелкие кристаллы льда и ткани не повреждаются. Быстрое замораживание сокращает потери массы продукта.

В нашей стране и за рубежом  в настоящее время внедряют новые  виды быстрого замораживания: замораживают мясо жидким азотом при температуре -196⁰С в течение нескольких секунд, что способствует сохранению аромата свежего парного мяса.

Наряду с широким использованием регулируемой газовой среды для  хранения плодоовощной продукции в  современной практике хранения пищевых  продуктов нашли применение экологически безопасные защитные покрытия нового поколения на основе пищевых полимеров  с бактерицидными наполнителями  и иммобилизованными консервантами, биологически разрушаемыми материалами.

В настоящее время очень  перспективен и успешно внедряется в нашей стране другой современный  метод консервирования - применение высокотемпературной кратковременной  стерилизации с одновременным уменьшением  длительности процесса. В основном эту обработку применяют для  мясных и молочных продуктов при  температуре 120-125⁰С в течение 35-45 минут в ротационном режиме. При стерилизации консервов токами сверхвысокой и промышленной частот содержимое банки быстро и равномерно прогревается по всему объему, продолжительность процесса сокращается в 5-7 раз [4;297]. Это также перспективный способ. СВЧ-стерилизация при температуре 130⁰С обеспечивает сохранение в большей степени аминокислот, более высокие перевариваемость белков и органолептические свойства продуктов. Такая обработка основана на взаимодействии электромагнитных полей с частотой колебания 1 млрд Гц и выше с дипольными молекулами различных веществ, в первую очередь воды. Пламенная стерилизация в 4-5 раз сокращает время термической обработки по сравнению с автоклавированием. Нагревание банок достигается при вращении их в пламени горелок со скоростью 0,75с-1 в течение 10 мин.