Методы консервирования

 

 

 

 

Кафедра	«Менеджмент»
Направление
Группа	ТД

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине:		Товароведение
Тема:	Методы консервирования (химические, физические, химико-физические и биологические)

 

 

Выполнил
	подпись		И.О. Фамилия
			дата
Проверил
	подпись		И.О. Фамилия
			дата
(отметка о защите)

 

 

 

 

Тверь 2014 
1.История консервирования

В 1795 году французский повар Николя Франсуа Аппер победил в конкурсе на лучший способ длительного хранения продуктов. Он был удостоен почетного звания "Благодетель человечества" и награжден золотой медалью. Повар наполнил банки мясом, бульоном и вареньем, запаял их и долго кипятил. Через восемь месяцев содержимое банок оказалось превосходного качества. С тех пор консервирование из чуда превратилось в обыденное понятие. С помощью нехитрых приемов - нагревания (пастеризации) или кипячения (стерилизации) - микроорганизмы (плесени, микробы) и ферменты (вещества, способствующие ускорению химических реакций и биологических процессов) разрушаются, а пищевая ценность и вкусовые качества остаются! Не сравнить со свежими продуктами, но все же...  
 
      Слово "консервирование" произошло от латинского слова conserve, которое означает "сохранение". Научные основы современных методов консервирования были даны еще в 19 веке, когда кроме видимых виновников разложения продуктов, таких, как плесень и грибки, были обнаружены и невидимые формы микроорганизмов, бактерии и дрожжевые грибки. Это открытие сделал знаменитый французский химик Луи Пастер (1822 - 1895), который подробно изучил, прежде всего, дрожжевые и патогенные микробы и одновременно заложил научную основу умерщвления их зародышей. В честь него был назван пастеризацией способ частичной стерилизации веществ повышенной температурой, прежде всего, жидких. Пастер имел предшественников в специальности практического консервирования продуктов, им был парижский повар Николас Апперт (умер в 1840). В 1804 году он попробовал консервировать продукты в жестяных банках кипячением и свой способ описал и показал в Париже в 1810 году (L art de conserver toutes les substances animales et vegetales, Paris 1810, первое немецкое издание вышло в Праге в 1844 году). Жестяную банку наполняли продуктами, предназначенными для консервирования, нагревали водяным паром или в горячей воде. Через малое отверстие на верху банки уходил избыточный воздух, а поле его выхода это отверстие запаивали. Герметично заполненную банку затем кипятили в горячей воде, при этом, чтобы температура могла подниматься до 135 градусов, добавляли различные соли и тем самым достигали требуемой степени стерилизации.  
 
       Дальнейшая эволюция принесла не только знание причин разложения, но и дальнейших биохимических изменений, объяснила значение продуктового метаболизма (обмена веществ), как исходных веществ, так и потребности метаболизма человека, для которого вполне хватает основных питательных веществ, таких как сахариды, липиды и белки и биокатализаторов, прежде всего, витаминов, ферментов, веществ роста, пигментов и антибиотиков. Это дало возможность научной специальности консервирования продуктов, которая рациональным способом обеспечивает долговременное хранение трудно сохраняемых продуктов, прежде всего, фруктов и овощей, для круглогодичного употребления и в такой форме, которая лучше всего сохраняет их первоначальный вид.  
 
     

 

2.Физические методы  консервирования продуктов

   Физические методы основаны на применении высоких и низких температур, ультразвука, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, ионизирующих излучений и др.

Консервирование низкими температурами заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов, снижении активности ферментов, замедлении биохимических процессов.

Продовольственные товары являются благоприятной средой для развития микроорганизмов. В зависимости от отношения к температуре микроорганизмы делятся на: термофильные, развивающиеся при 50-70 °С; мезофильные -- при 20--40 °С; психрофильные -- от +10 до --8 "С. К термофилам относятся споровые формы микроорганизмов, споры которых отличаются особой устойчивостью, вследствие чего они могут переносить стерилизацию. К мезофилам относятся многие гнилостные бактерии, вызывающие порчу продовольственных товаров при положительных температурах, а также все патогенные и токсигенные формы бактерий. К консервированию низкими температурами относится охлаждение и замораживание.

Охлаждение - холодильная обработка продуктов и сырья при температуре, близкой к криоскопической, т. е. к температуре замерзания клеточной жидкости, которая обусловлена составом и концентрацией сухих веществ. Различные продовольственные товары имеют разную криоскопическую температуру. Так, для мяса она находится в пределах от 0 до 4 °С, для рыбы -- от -1 до 5 °С; для молока и молочных продуктов -- от 0 до 8 °С; для картофеля -- от 2 до 4 °С; для яблок-- от 1 до -1 °С.

Хранение при низких положительных температурах обеспечивает сохранение продовольственных товаров в доброкачественном состоянии достаточно длительное время. Так, мясо, рыба, птица могут сохраняться в течение одной-двух недель, яйца -- несколько месяцев, а некоторые плоды и овощи -- до нового урожая.

Охлаждение - наилучший способ сохранения пищевой ценности и органолептических свойств товара, но оно не обеспечивает длительного срока хранения. Так, охлажденное молоко и молочные продукты сохраняются 36--72 ч, мясо -- 15-20 сут, рыба -- от 2 до 15 сут. В то же время некоторые плоды и овощи сохраняются до 5--10 мес.

Замораживание -- это процесс понижения температуры продовольственных товаров ниже криоскопической на 10-30°С, сопровождающихся переходом в лед содержащейся в них воды. Замораживание обеспечивает более высокую стойкость при хранении по сравнению с охлаждением, многие замороженные продукты могут храниться до года.

Чем ниже температура (от -30 до -35 °С), тем быстрее скорость замораживания, при этом в клетках и в межклеточном пространстве ткани образуются мелкие кристаллы льда и ткани не повреждаются. При медленном замораживании внутри клетки образуются крупные кристаллы льда, которые повреждают ее, и при размораживании происходит потеря клеточного сока.

Микроорганизмы в зависимости от реакции на отрицательные температуры делятся на чувствительные, умеренно устойчивые и нечувствительные. Особенно чувствительны к отрицательным температурам вегетативные клетки плесневых грибов и дрожжей. Легко погибают грамотрицательные бактерии, принадлежащие родам Psendomonas, Achromobaeter и сальмонеллы. Устойчивы к низким температурам грамположительные микроорганизмы и споровые формы бактерий.

К сверхбыстрому относится замораживание в кипящих хладоносителях (жидкий азот, фреон и др.).

Консервирование высокими температурами проводят для уничтожения микрофлоры и инактивации ферментов продовольственных товаров. К этим методам относятся пастеризация и стерилизация.

Пастеризацию проводят при температуре ниже 100 °С. При этом сохраняются споры микроорганизмов. Различают пастеризацию короткую (при 85-95 °С в течение 0,5-1 мин) и длительную (при температуре 65 °С в течение 25-30 мин). Пастеризацию в основном применяют для обработки продуктов с высокой кислотностью (молоко, соки, компоты, пиво). При значении рН ниже 4,2 уменьшается термоустойчивость многих микроорганизмов.

Стерилизация - это нагревание продовольственных товаров при температуре выше 100 °С. При этом микрофлора полностью уничтожается. Стерилизацию используют при производстве консервов в герметичной металлической или стеклянной таре. Режим стерилизации определяется видом товара, временем и температурой.

При стерилизации снижается пищевая ценность товара, его вкусовые свойства в результате гидролиза белков, жиров, углеводов, разрушения витаминов, некоторых аминокислот и пигментов.

Перспективно применение высокотемпературной кратковременной стерилизации с одновременным уменьшением длительности процесса. В основном эту обработку применяют для мясных и молочных продуктов при температуре 120-125 С в течение 35-45 мин 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. Это также перспективный способ. СВЧ- стерилизация при температуре 130 С обеспечивает сохранение в большей степени аминокислот, более высокие перевариваемость белков и органолептические свойства продукта. 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 0,75 с-1 в течение 10 мин.

В связи с внедрением в практику современной системы упаковки продовольственных товаров «вау in box» широкое распространение получило асептическое консервирование. Классический вариант асептического консервирования товаров в системе «вау in box» состоит из трех этапов: стерилизации продукта при температуре 130-150 °С. Такая обработка универсальна и применяется для жидких и вязких продуктов (молоко, соки, вина, паста и др.).

Консервирование ионизирующими излучениями называют холодной стерилизацией, или пастеризацией, так как стерилизующий эффект достигается без повышения температуры. Для обработки продовольственных товаров используют б-, в-излучение, рентгеновское излучение, поток ускоренных электронов. Ионизирующая радиация основана па ионизации микроорганизмов, в результате чего они погибают. К консервированию ионизирующими излучениями относится радиационная стерилизация (радаппертизация) продуктов длительного хранения и радуризация пастеризующими дозами.

Облучение продуктов проводят в инертных газах, вакууме, с применением антиокислителей, в условиях низких температур.

Консервирование ультразвуком (более 20 кГц). Ультразвуковые волны обладают большой механической энергией, распространяются в твердых, жидких, газообразных средах, вызывают ряд физических, химических и биологических явлений: инактивацию ферментов, витаминов, токсинов, разрушение одноклеточных и многоклеточных организмов. Поэтому этот метод используют для пастеризации молока, в бродильной и безалкогольной промышленности, для стерилизации консервов.

Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). Это облучение лучами с длиной волны 60-400 нм. Гибель микрофлоры обусловлена адсорбцией УФЛ нуклеиновыми кислотами и нуклеопротеидами, что вызывает их денатурацию. Особенно чувствительны к УФЛ патогенные микроорганизмы и гнилостные бактерии. Поэтому УФЛ применяют для обработки поверхности мясных туш, крупных рыб, колбасных изделий, а также для дезинфекции тары, оборудования, камер холодильников и складских помещений.

Использование обеспложивающих фильтров. Сущность этого метода состоит в механическом отделении товара от возбудителей порчи с использованием фильтров с микроскопическими порами, т. е. процесса ультрафильтрации. Этот способ позволяет максимально сохранить пищевую ценность и органолептические свойства товаров и применяется для обработки молока, пива, соков, вина и других жидких продуктов.

 

2.Физико-химические методы консервирования продуктов

           К физико-химическим методам консервирования относят сушку, консервирование солью, сахаром.

Сушка - это тепло - и массообменный процесс, в результате которого происходит обезвоживание товара. Влажность большинства продовольственных товаров составляет 40-90%, что обусловливает ограниченный срок их хранения. Способность продуктов к длительному хранению во многом определяется активностью воды, которая имеет термодинамическое значение.

При сушке влажных пористых материалов, какими являются большинство продовольственных товаров, в первую очередь удаляется влага смачивания и капиллярная, испаряющаяся с поверхности материала и из капилляров. Это свободная влага, испарение которой подчиняется законам испарения жидкости со свободной поверхности. Затем происходит испарение адсорбционной влаги, для удаления которой требуется больше энергии. Испарение осмотической влаги происходит на протяжении всего процесса сушки, так как в результате испарения всех видов влаги увеличивается осмотическое давление. Испарение влаги из товара завершается по достижении равновесия между процессами, десорбции (сушки) и сорбции (поглощения) влаги товаром.

В процессе сушки уменьшаются масса и объем продукта, что способствует экономии тары, складских помещений и транспортных средств, а также увеличению энергетической ценности товара по сравнению с исходным сырьем. Сушеные продукты имеют большой срок хранения. Тем не менее при сушке имеет место ряд нежелательных изменений: окисление липидов и витаминов, ухудшение вкусо-ароматических свойств

 

В настоящее время на предприятиях пищевой промышленности используют различные способы сушки.

При конвективной сушке (нагретым воздухом) удаление влаги осуществляется воздухом температурой 80--120 ?С в сушильных установках. Таким способом сушат плоды, овощи, дрожжи и др.

Распылительная сушка применяется для обезвоживания жидких продуктов, которые распыляются в сушильной камере, куда подается воздух температурой 140-150 ?С. Продолжительность нахождения продукта в камере 5-30 с, при этом полностью сохраняются белки и витамины. Распылительную сушку применяют при производстве сухих молочных продуктов, яичного белка, фруктовых и овощных порошков и др.

Кондуктивная (контактная) сушка осуществляется при непосредственном контакте влажного продукта с нагретой поверхностью. Недостатком этого способа является то, что при контакте с нагретой поверхностью происходит денатурация белков.

Одной из разновидностей кондуктивного способа является сублимационная сушка, которая основана на удалении влаги из замороженных продуктов путем возгонки (сублимации) воды, т. е. непосредственного перехода льда в пар, минуя жидкую фазу, в условиях глубокого вакуума. На первой стадии происходит быстрое замораживание продукта до температуры не выше -17 ?С в течение 15-20 мин с удалением 10-15% льда. На второй стадии происходит обезвоживание продуктов в результате нагрева плит, на которых они находятся. При этом продукт теряет до 80% влаги. Продолжительность процесса сублимации 10-20 ч. На третьей стадии происходит тепловая вакуумная сушка, в результате которой удаляется адсорбционно-связанная влага в течение 3-4 ч до остаточной влажности продукта 3-6%.

При сублимационной сушке максимально сохраняются химический состав, пищевая ценность, органолептические свойства продукта, а срок хранения продукта может быть увеличен до 3 лет. Сублимационную сушку применяют для обезвоживания продуктов растительного и животного происхождения.

Радиационная сушка основывается на переносе тепла от источника энергии путем электромагнитных колебаний через среду, прозрачную для теплового излучения. Облучение как промышленный способ обработки пищевого сырья применяют более чем в 20 странах. Достоинством радиационной обработки является подавление жизнедеятельности многих видов гнилостной микрофлоры и насекомых-вредителей при относительно низких дозах облучения.