Классификация принципов хранения

Классификация принципов хранения. Способы хранения (или консервирования;Консервирование, или консервация, от лат. conservare - сохранять) продуктов, применяемые на практике, осно­ваны на частичном или полном подавлении протекающих в них биологических процессов. Исходя из этого положения, профессор Я. Я. Никитинский систематизировал их, выделив че­тыре принципа: биоз, анабиоз, ценоанабиоз и абиоз. У каждого из них несколько модификаций. Общее представление о принци­пах дает следующая схема:

Принципы хранения (консервирования) продуктов

Биоз
Эубиоз	Содержание и транспортирование скота, птицы, рыбы, других живых организмов
Гемибиоз	Хранение в свежем виде плодов и овощей
Анабиоз
Термоанабиоз (психро- и криоанабиоз)	Хранение в охлажденном или замороженном состоянии
Ксероанабиоз	Сохранение в результате частичного или полного обезвоживания продукта
Осмоанабноз	Повышение осмотического давления в продукте
Ацидоанабиоз	Изменение кислотности среды в продукте введением кислоты
Наркоанабиоз	Применение анестезирующих веществ
Ценоанабиоз
Ацидоценоанабиоз	Повышение кислотности среды в продукте в результате развития определенных групп микроорганизмов
Адкоголеценоанабиоз	Консервация спиртом, выделенным микроорганиз­мами
Абиоз
Термостерилизация	Нагревание до высоких температур
Лучевая стерилизация	Применение различных лучей
Химическая стерилизация	Введение антисептиков
Механическая стерилизация	Фильтрация

Принцип биоза. Использование этого принципа позволяет сохранять продукт в живом виде. Любой здоров организм, обладая естественными иммунными свойствами, защищает себя от воздействия различных биологических агентов и в какой-то степени от других неблагоприятных воздействий окружающей среды. Принцип биоза подразделяют на два вида: истинный, или полный, - эубиоз и частичный - гемибиоз.

Эубиоз. Сохранение живых организмов до момента их использования. Так содержат предназначенных для убоя домаш­ний скот и птицу, сохраняют живую рыбу, устриц, раков и др. Во избежание потерь массы и ухудшения качества продукта соблюдают рациональные условия содержания, включая и обеспечение скота и птицы кормами.

Принцип эубиоза имеет огромное значение. Так, откорм скота экономически выгодно проводить на отгонных пастбищах, затем доставлять животных к местам пере­работки или потребления мяса. Он позволяет также более планомерно загружать перерабатывающие предприятия (мясокомбинаты, консервные заводы и т. д.) и холодильники, дает возможность населению крупных городов получать свежие мясные и другие продукты. Расходы на кормление и уход за животными, транспортирование оправдываются большим количеством доброкачественных продуктов и более высокой ценой на них.

Нарушение условий эубиоза — недостаточное или неполное Кормление животных, несвоевременное поение, неправильное содержание или транспортирование - наносит огромный ущерб как производителям и потребителям. Скот и птица теряют массу и общую упитанность. Производители получают меньше денежных доходов, страна недополучает мяса, потребитель вынужден пользоваться продукцией пониженного качества,

Гемибиоз (принцип частичного биоза). Пользуясь им-мунными и в широком смысле защитными свойствами таких частей растений, как клубни, корнеплоды, луковицы, плоды, ягоды и т. д., удается в течение того или иного времени хранить в свежем состоянии. Продолжительность сохранности продукции зависит от особенностей последних и условий хранения. Например, тыква длительное время сохраняет пищевые достоин­ства при комнатной температуре, свежие огурцы - лишь не­сколько дней. Яблоки многих зимних сортов обладают лежкостью в течение нескольких месяцев, яблоки летних сортов непригодны к длительному хранению. Для сохранения продуктов данной группы в свежем состоя­нии более длительное время, для поддержания их сопротивляемости заболеваниям и регулирования процессов жизнедеятельности создают условия, замедляющие развитие биологических процессов и исключающие заметное обезвоживание продуктов. Это достигается хранением продуктов при температуре, близкий О °С, и определенной влажности воздуха. Принцип гемибиоза чень важен. Правильное его применение позволяет снабжать население свежими (сырыми) растительными продуктами, содер­жащими витамин С и другие биологические стимуляторы.

Принцип анабиоза (принцип скрытой жизни). Это приведение продукта в состояние, при котором резко замедляются или совсем не проявляются биологические процессы. В таком продукте слабо протекают процессы обмена веществ в клетках, приостановлена активная деятельность микроорганизмов и других живых существ (клещей, насекомых), если они имеются. Однако при подобном состоянии продукта живые организмы в нем не уничтожены. Возникновение более благоприятных условий вновь активизирует е или иные (иногда все) процессы жизнедеятельности.

Термоанабиоз. Так называют хранение продуктов при пониженных и низких температурах. Оно основано на чувствительности живых организмов и их ферментных систем к температype. Различают два вида термоанабиоза: психро- и криоанабиоз. В первом случае продукты находятся при температурах, близких к О °С, но так, чтобы они не замерзали; во втором - их замораживают до температуры ниже О °С. Выбор вида термоана­биоза прежде всего зависит от рода продуктов, характера их ис­пользования в дальнейшем и возможностей предприятия.

Психроанабиоз (хранение в охлажденном состоянии). Приме­няют для сохранения овощей и плодов, яиц, молочных продуктов, мяса и рыбы, семян, продовольственного и кормового зерна. Оптимальная температура хранения овощей, плодов и ягод - 1...5°С, мясных и рыбных продуктов -4...0, яиц до -1, сли­вочного масла (при кратковременном хранении) -1...0°С. По­вышение температуры от указанных пределов обычно сопровож­дается понижением сохранности продуктов в результате развития микроорганизмов, а у некоторых (овощи, картофель, плоды) и вследствие интенсификации процессов обмена веществ (дыхания, гидролитических процессов и т. п.). В более широкой амплитуде психроанабиоз проявляется в зерновых массах. Так, уже при температуре ниже 8 °С процессы жизнедеятельности в них за­медляются и не представляют опасности в течение длительного времени.

При хранении в охлажденном состоянии особенного сохранения температурного режима требуют скоропортящиеся продукты (например, мясо и рыба0. такие продукты хранят с использованием постоянных и регулируемых источников холода (в холодильниках).

Криоанабиоз (хранение в замороженном состоянии). Обеспечивает сохранность продуктов в течение длительного времени.

Перед употреблением их по определенным правилам оттаивают (дефростируют). Существенную роль играют как температура, при которой идет замораживание, так и скорость процесса. При замораживании в продуктах происходят изменения физического, гистологического и коллоидного характера; наблюдаются изменения и в составе их микрофлоры. От режима и способа замораживания зависят размеры потерь массы продукта, его пищевые и вкусовые достоинства после дефростации и приготовления пищи. Все это привело к необходимости глубокого изучения теории процессов и техники замораживания. Возникла и специальная отрасль науки - холодильная технология.

Для успешного хранения скоропортящихся продуктов применение искусственного холода необходимо. С этой целью созданы холодильные и морозильные установки для использования их в местах производства для охлаждения молока и молочных продуктов, битой птицы, ягод, плодов и др.

Термоанабиоз применяют при хранении зерновых масс, картофеля и овощей с использованием природного холодного воздуха. Для понижения температуры в хранилищах и массе продуктов созданы установки активного вентилирования, позволяющие использовать для охлаждения объектов суточные перепады температуры. Холодильными установками оснащают и хранилища для картофеля, овощей, семян, зерна и др.

Ксероанабиоз. Это хранение продуктов в сухом состоянии (от грёч. xеros — сухой). Частичное или полное обезвоживание продукта приводит практически к полному прекращению в нем различных биохимических процессов, лишает микроорга­низмы возможности развиваться. При значительном обезвожи­вании в продукте нет условий и для существования насекомых и клещей. В зерне злаковых влажностью 12...14 % интенсивность дыхания ничтожна, а у микроорганизмов, населяющих его, нет условий для активного развития. При влажности зерновых про­дуктов менее 10% не развиваются многие насекомые. До этих пределов обезвоживают и овощи; большее количество воды (18...24 %) оставляют в плодах, содержащих много сахара.

Таким образом, обезвоживание продуктов следует рассматривать как прием, повышающий концентрацию субстрата (продук­та) до таких пределов, при которых нет условий для нормаль­ного обмена веществ в клетках самого продукта, клетках микробов и организме насекомых. Влагу из продукта в большинстве случаев удаляют созданием условий, способствующих ее испаре­нию. Процесс удаления влаги таким путем называют сушкой.

Сушка — один из старейших способов предохранения продук­тов от порчи. Используя солнечные лучи, теплый и сухой воздух атмосферы, подогретый воздух около костра (очага), обогрева­тельные приспособления (печи или нагретые поверхности), сушили (или вялили) рыбу, нарезанное полосами мясо, плоды, овощи и другие продукты. Позднее создали специальные сушиль­ные устройства (овины для сушки снопов, сушилки для вяления рыбы, печи для сушки овощей и т.д.). Сушильная техника превратилась в самостоятельную отрасль научных знаний, бази­рующихся на законах тепло- и массообмена, коллоидно-физи­ческих и биохимических свойствам объектов.

Наряду с совершенствованием методов и техники давно из­вестных объектов сушки (зерно и семена, овощи и плоды, рыба и мясо) появилась возможность обезвоживать и такие продукты, как молоко, яйца, соки. После вакуумной сушки получаются поч­ти полностью обезвоженные продукты: сухое молоко (воды 3... 7%), яичный порошок (воды 6...9%) и др. Разработаны и получили распространение методы сублимационной сушки (вы­мораживанием), сушка токами высокой частоты, инфракрасными лучами и др.

Современные методы и режимы сушки позволяют получать полноценные продукты с сохранением их природных, свойств, а нередко сушеные продукты даже обладают преимуществами по сравнению со свежими. Так, они занимают меньший объем, со­держат питательные вещества в концентрированном виде и луч­ше усваиваются (например, порошки из овощей), более транспортабельны и т. д. Многие высушенные продукты при соответ­ствующей обработке восстанавливают свои исходные свойства (молоко). В сухом виде их используют как компоненты для приготовления новых продуктов, пищевых концентратов, кормо­вых смесей и полнорационных комбикормов.

Отрасли пищевой, мясо-молочной и рыбной промышленности имеют мощные сушильные установки различных типов, специ­альные цехи и заводы (например, овощесушильные). В сельском хозяйстве наиболее широко распространена сушка зерна и семян, плодов и овощей, волокнистых материалов (тресты и др.), травы.

Осмоанабиоз. Метод сохранения продуктов основан на создании повышенного осмотического давления в среде (продук­те). Повышение осмотического давления до определенного максимума защищает продукт от воздействия на него микроарганизмов, и тем самым исключаются нежелательные микробиологические процессы (гниение, плесневение, а если нужно, то и брожение). При таком положении в клетках микробов нарушается состояние тypгopa, происходит отдача влаги в окружающий | субстрат и наблюдается явление плазмолиза.

Отдельные группы микроорганизмов характеризуются неоди­наковым внутриклеточным осмотическим давлением, в связи с чем выдерживают различные концентрации субстрата. Так, мо­лочнокислые бактерии и дрожжи выдерживают значительно большие концентрации субстрата, чем бактерии, вызывающие гниение. Это позволяет регулировать ход микробиологических процессов в продукте или останавливать их.

Повышения осмотического давления в продуктах достигают главным образом введением соли или сахара. До разработки новых приемов консервирования посол (приготовление солони­ны) был важнейшим способом сохранения мяса. Соление приме­няют для консервирования рыбы (особенно сельди), овощей (огурцов, капусты, томатов, арбузов, пряной зелени) и шкур сельскохозяйственных животных. При солении овощей использу­ют ограниченное количество соли. Ее берут в концентрациях, угнетающих гнилостные микроорганизмы и не ограничивающих развитие молочнокислых бактерий. Так, при квашении капусты вводят соль 1,6...2 % массы продукта.

Для полного консервирования продуктов методом посола тре­буется соли 8...12 % массы продукта, что соответствует осмоти­ческому давлению 5050...7373 кПа. Соль применяют в сухом виде («сухой посол») или в растворе («мокрый посол»). При сухом посоле мясо и рыбу натирают солью или обваливают в ней, затем укладывают в тару и пересыпают солью. Растворяясь, она проникает в ткани продукта, из него выделяется вода, в резуль­тате чего образуется рассол (тузлук). Шкуры животных засы­пают солью со стороны мездры — до 50 % массы шкуры. При мокром посоле готовят рассол (искусственный тузлук), которым и заливают продукт или погружают в него шкуры. Технология очень разнообразна. Она зависит от вида продуктов, их состояния, последующей обработки, технической базы и места обработки.

Для консервирования плодов и ягод используют значительное количество сахара, так как дрожжи, находящиеся в ягодах, способны выдерживать очень высокое осмотическое давление. Даже при консервировании кипящим сиропом сахара (приготовление варенья) его нужно не менее 60 % массы продукта. При этом осмртическое давление достигает 35…350 кПа. Если консервируют целые или растертые ягоды без кипячения, в продукт, вводят удвоенное количество сахара по отношению к массе. Подобный способ позволяет получать особо ценные продукты с полным сохранением витамина С и почти без изменений химического состава.

Ацидоанабиоз. Данный метод консервирования основан на создании в продуктах более кислой среды введением допустимых в пищевом отношении кислот. Гнилостные бактерии (proteus, fluorescens, subtilis и др.) успешно развиваются при рН, близком к 7, хорошо существуют в щелочной среде (рН бо­лее 7) и значительно хуже в кислой среде. При рН ниже 5 большинство из них не размножается. Поэтому при подкислении продуктов некоторыми органическими кислотами происходит час­тичная консервация. Для пищевых целей используют разведен­ную уксусную кислоту, виноградный и плодово-ягодный уксусы, также содержащие уксусную кислоту (3...5 %) и обладающие хорошими ароматом и вкусом.

Применение уксусной кислоты совместно с пряностями (ду­шистым перцем, корицей, гвоздикой и др.) называют мари­нованием. Маринады готовят из овощей, плодов, грибов и рыбы с пастеризацией или без нее. В последнем случае увеличи­вают количество уксусной кислоты. Ее содержание в продуктах должно составлять 0,2...0,9 %. При испарении или разложении уксусной кислоты маринады очень быстро портятся.

Важнейший прием, основанный на принципе ацидоанабиаза, – искусственное силосование зеленых кормов. Введение в силосную массу органических или минеральных кислот (иногда их смесей) позволяет получать хороший силос.

Наркоанабиоз. Принцип назван так потому, что пары некоторых веществ (хлороформа, эфира и др.) оказывают анестезирующее действие, на организмы, находящиеся в продук­те. Отсутствие кислорода (аноксианабиоз) исключает возмож­ность развития аэробных микроорганизмов (в том числе плесневых грибов), насекомых и клещей.

Дыхание клеток самого продукта приобретает анаэробный характер и вскоре прекращается совсем. Таким образом, происходит консервация продукта, сопровождающаяся гибелью организмов.

На практике аноксианабиоз создают при содержании продуктов в герметических условиях. В емкости, где они хранят для ускорения консервации вводят диоксид углерода, азот, вытесняя кислород. Возможна и самоконсервация (автоконсервация) продукта, наступающая после периода, в течение которого кислород расходуется при дыхании компонентов, находящихся в продукте. Этот метод используют при хранении зерна продовольственного и кормового назначения, травяной муки (с сохранением в ней каротина), плодов, мяса и других продуктов в специальных герметизированных камерах. Состав газовой среды для хранения различных продуктов строго oпределяют по соотношению кислорода, азота и диоксида углерода. Разработаны режимы применения регулируемых газовых cpeд (РГС).

Принцип ценоанабиоза. Основан на создании благоприятных условия для определенной группы микробов, желательных для развития, предупреждают размножение других портящих продукт. Последние не могут развиваться вследствие, накопления в среде веществ, выделяемых полезной микрофлорой. В некоторых случаях для создания определенной направленности микробиологических процессов в продукт вводят чистую культуру или накопленную массу тех или иных видов микробов.

Обычно используют две группы микроорганизмов: молочно­кислые бактерии и дрожжи. Первые, развиваясь в продукте, накапливают в нем молочную кислоту до 1...2 % (принцип аци-доценоанабиоза). Вторые выделяют значительное количество этилового спирта (до 10...14 %) - сильного яда для бактерий (принцип алкоголеценоанабиоза). Часто оба вида брожения про­текают параллельно. При достижении максимальной концентрации в продукте молочной кислоты или спирта прекращают свою жизнедеятельность и микроорганизмы, продуцирующие данные вещества.

Ацидоценоанабиоз. На его основе силосуют зеленые корма, приготовляют и сохра­няют молочнокислые продукты, солено-квашеные овощи и мочено-квашеные плоды. В качестве сопутствующего брожения наблюдается и спиртовое.

Алкоголеценоанабиоз. В чистом виде используют в виноделии. Сбраживанием виноградного, плодового или ягод­ного соков (сусла) дрожжами получают натуральные столовые вина, содержащие до 9...14 объемных процентов спирта. При этом сохраняются все полезные свойства сока. Более крепкие вина (крепленые, в которые добавляют спирт) также проходят этап сбраживания сусла.

Принцип абиоза - предусматривает отсутствие живых начал в продукте. При этом возможны разнообразные вариации. Либо весь продукт превра­щается в мертвую и стерильную органическую массу, либо в нем (или на его поверхности) уничтожаются определенные, группы организмов, например микробы или насекомые. В связи с изло­женным и применением различных способов уничтожения тех или иных организмов у принципа абиоза много модификаций.

Термостерилизация (термоабиоз). Это обработка продуктов повышенной температурой. При нагревании продуктов до температуры 100 °С и выше все живое гибнет. Для разных продуктов, в зависимости от их физического состояния, хими­ческого состава и обсемененности микроорганизмами, необходимы и различные температурные воздействия. Наиболее распростра­ненный способ термостерилизации — консервирование в гермети­ческой (жестяной или стеклянной) таре. Предварительно под­готовленные продукты закладывают в банки, которые затем закатывают (герметизируют) и подвергают действию высоких температур. Так вырабатывают овощные, плодовые, мясные, рыб-ице, молочные и смешанные (например, мясо-овощные) консервы. Консервы стерилизуют в автоклавах, насыщенных па­ром при повышенном давлении, что обеспечивает получение тем­пературы выше 100 °С. При наименьшей температуре (100°С) стерилизуют плодовые консервы, при 112...120 °С — мясные и рыбные. Продолжительность нагрева зависит от природы про­дуктов, их консистенции, размера и материала банок и т. д. За единицу условной консервной банки принята жестяная банка вместимостью 353 мл. При производстве некоторой продукции (соки, пюре, маринады, сахарная продукция) условная банка равна 400 г.

Применяют и другие способы стерилизации. Так, используют токи высокой частоты (ВЧ) и ультравысокой частоты (УВЧ). Консервы в стеклянной таре помещают в поле УВЧ с длиной вол­ны менее 10 м всего на 30... 120 с. За данное время продукт нагревается до кипения, стерилизуется. Кратковременность сте­рилизации объясняется тем, что генерация тепла происходит внутри стерилизуемого материала. Правильно приготовленные консервы хранят длительное время без изменения пищевых и вкусовых достоинств.

Термостерилизацию проводят и при более низкой температуре. Если желательно сохранить продукт в свежем виде сравнительно короткое время, его нагревают 10...30 мин до температуры 65…85 °C. В результате гибнут все вегетативные клетки микробов, а в продукте не наблюдается изменений, происходящих при нагреве его до температуры 100 °С и выше. Прием получил название. Пастеризацию применяют в молочной промышленности, пивоварении, выработке некоторых консервов и т.д.

Xимстерилизация (химабиоз). Продукты обрабатывают химическими средствами, чаще всего веществами, убивающими микроорганизмы (антисептиками) и насекомых (инсектицидами). Применение данных средств ограничено различными причинами, и прежде всего тем, что многие из химических соединений ядовиты для человека.

Для консервирования плодов, плодово-ягодных пюре, сокой! безалкогольных напитков и некоторых кондитерских издели$ "применяют бензойно-натриевую соль. В больших количествах, в плодоовощной промышленности используют сернистую кислоту (действующее начало SO₂). Свежие яблоки и виноград обрабатывают сернистым ангидридом. Обработку плодов и овощей|| соединениями серы называют сульфитацией.

Плоды и ягоды консервируют сорбиновой кислотой. Сорбаты тормозят развитие плесневой и дрожжевой микрофлоры. Добавление сорбатов при засолке капусты, огурцов и других овощей способствует получению готовой продукции, более устойчивой при хранении и лучшего качества.

Для консервирования зерна с повышенной влажностью, предназначенного на кормовые цели, с успехом используют препараты, содержащие серу (пиросульфит натрия), и препараты карбоновых кислот.

Химические средства применяют для уничтожения в пищевых продуктах насекомых. Зерно, муку и крупу обрабатывают препаратом 242 и др. Семена стерилизуют заблаговременно или перед посевом. Такая обработка защищает их во время хранения от активного развития плесневых грибов и другой микрофлоры. Химабиоз применяют для консервирования пушно-мехового и кожевенного сырья.

Химическими средствами в жидком, аэрозольном или парообразном состоянии дезинфицируют плодо- и овощехранилища и проводят дезинсекцию зернохранилищ. Химические соединения используют и для уничтожения опаснейших вредителей запасов - крыс и мышей. Газовое затравливание грызунов и применение отравленных приманок - широко распространенные мероприя­тия. Для химической стерилизации пригодны только вещества, разрешенные органами здравоохранения. При этом учитывают, допустимые дозировки и соблюдают технику применения веществ.

К средствам химического абиоза относится копчение - самый древний способ химического консервирования продуктов. Его применяют для консервирования изделий из мяса и рыбных продуктов. Дым, образующийся при сжигании древесины личных пород - хороший антисептик. В нем содержатся фенолы и метиловые эфиры, альдегиды (муравьиный, фурфурол), кетоны (ацетон и др.), спирты (метиловый и др.), кислоты (уксусная, пропионовая, масляная, валерьяновая, муравьиная), смолы и другие соединения. Бактерицидное действие дыма очень велико. Бактерии, не образующие спор, погибают при копчении в течение 2...3 ч. Даже споры сенной (Вас. subtilis) палочки выдерживают копчение не более 8...10 ч. Стойкость копченых продуктов воз­растает и вследствие их частичного обезвоживания. Особенно большой консервирующий эффект наблюдается при так называе­мом холодном копчении (20...40°С), когда продукт находится в коптильной камере несколько дней.

Механическая стерилизация. Микроорганизмы удаляют из продукта фильтрованием или центрифугированием. Пропуская через обеспложивающие фильтры, задерживающие дрожжевые клетки плодово-ягодных соков, последние частично стерилизуют без нагревания.

Лучевая стерилизация. Прием направленный на уничтожение микроорганизмов или насекомых. Для этого применяют ультрафиолетовые, инфракрасные, рентгеновы и γ-лучи. Облучение скоропортящихся продуктов или окружающей их среды ультрафиолетовыми лучами позволяет некоторое время сохранять продукты без применения холода. Разработаны методы дезинсекции и дезинфекции некоторых продуктов облучением инфракрасными лучами. Хороший стерилизующий эффект без изменения вкусовых и пищевых достоинств продукта дают определенные дозы β- и γ-лучей. Созданы промышленные установки для лучевой стерилизации товарного зерна и других продуктов.