Новые физические методы консервирования

В технологии рыбных продуктов начинают применять новые физические средства для консервирования сырья: ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, электромагнитные и звуковые колебания, γ-лучи (радиационное облучение), низкие температуры и глубокий вакуум (сублимационная сушка).

Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ). УФЛ действуют на микроорганизмы бактериостатически или бактерицидно в зависимости от длины волны, продолжительности экспозиции и мощности светового потока, а также вида микроорганизмов (плесени в 10—15 раз устойчивее, чем бактерии), их количества на единице поверхности облучаемого материала, температуры, относительной влажности воздуха, рН среды. УФЛ с успехом применяют для дезинфекции воздуха, поверхности стен, инвентаря, воды, создания асептических условий при производстве ряда пищевых продуктов. Наиболее эффективное гермицидное действие оказывают УФЛ волны с длиной (2,5—2,6) • 10^-7 м (0,25—0,26 мкм). УФЛ вызывают превращение эргостерола в биологически активный витамин D, но обильное при этом образование озона ведет к разрушению витамина А, ускоряет и усиливает окислительную порчу жиров.

Минусы: Проникающая способность УФЛ очень низка, поэтому летальное действие они оказывают только на микроорганизмы, попадающие в зону облучения. Природа летального действия УФЛ пока не совсем выяснена, но установлено, что наличие окрашивающих пигментов и жиров повышает устойчивость микроорганизмов к облучению. Очень устойчивы к действию УФЛ споры.

Облучение инфракрасными лучами (ИКЛ). Тепловые ИКЛ позволяют создавать направленные тепловые потоки большой плотности, проникающие в толщу тела рыбы на глубину 1—5 мм. Источником ИКЛ могут быть различные типы темных и светлых излучателей, генерирующих лучи с длиной волны в диапазоне от 0,76 до 5 мкм.

Использование ИКЛ позволяет значительно ускорять тепловые процессы, в результате чего сокращается продолжительность тепловой обработки без форсирования температурного режима. Например, применение ИКЛ-прогрева взамен конвективного, позволяет ускорить высушивание рыбы в 2—3 раза. ИКЛ могут применяться для обжарки панированных кусков рыбы, стабилизации (закрепления) пленки коптящих веществ на рыбе при электрокопчении, при сублимационной сушке.

Действие ИКЛ на ферменты и микроорганизмы зависит от того, до какой температуры нагревают обрабатываемый материал.

Применение электромагнитных волн. Интенсификация тепловых процессов достигается применением высокочастотного поля (ВЧП) (с частотой от 10 до 1010Гц).

Быстрый повсеместный прогрев материала не зависит от его теплопроводности и толщины слоя. Этим высокочастотный нагрев выгодно отличается от всех других способов нагрева. ВЧП оказывает летальное действие на микробов за счет тепло­механического воздействия на микробную клетку при выделении тепла непосредственно в микробной клетке, причем при ВЧ-прогреве не проявляется влияние теплозащитных свойств белков, что позволяет сокращать продолжительность стерилизации и пастеризации. Консервирующее действие ВЧП сводится к тепловой стерилизации. При воздействии же на мясо слабых токов высокой частоты ускоряется действие ферментов, что позволяет использовать их для ускорения процессов созревания. Прогрев материала ВЧП до 80—100° С ведет к разрушению ферментов. Применение ВЧП для тепловой обработки рыбы позволяет в десятки раз сократить продолжительность процессов варки, пропекания, сушки, стерилизации в стеклянной таре, предварительной агрегации жировых капель для облегчения отделения их из эмульсий и др.

Применение токов промышленной и повышенной частоты (от 50 до 2000 Гц) для электроконтактного нагрева. Ткани сырца обладают определенным электрическим сопротивлением, в связи с этим при пропускании через ткани переменного электрического тока происходит их нагрев за счет выделения тепла. Электроконтактный нагрев обеспечивает быстрое повышение температуры по всей массе обрабатываемого материала. В этом его большое преимущество перед контактным и конвективным обогревом. Электроконтактный нагрев может быть использован для варки сырья и дефростации замороженной рыбы, для вытопки из жирового сырья жира в растворах электролитов.

Применение ультразвуков(УЗ). Упругие колебания частотой свыше 20 кГц несут большую энергию. При действии на ткани тела рыб УЗ распространяется в них и вызывает различные физические, химические и биологические явления. УЗ оказывает бактерицидное действие, которое зависит от интенсивности облучения и кавитации. Летальное действие достигается только при высокой интенсивности излучения. От действия УЗ погибают большинство видов бактерий и грибки. Увеличение числа микроорганизмов, а также присутствие протеинов и липидов ослабляет стерилизующий эффект УЗ стерилизации.

В пищевой технологии УЗ может применяться для образования высокодисперсных эмульсий, уменьшения вязкости растворов, разрушения коллагеновых тканей и придания мясу нежной консистенции, значительного ускорения процессов посола, извлечения жира из твердого и мягкого жирового сырья.

Использование электростатического поля. Электростатическое поле широко применяют в технике для очистки газов от пыли, осаждения тонко диспергированных частичек высушенного материала в распылительных сушилках, интенсификации процесса копчения и для кондиционирования коптильного дыма. Электрокопчение позволяет резко сократить продолжительность процесса копчения (до 2— 15 мин), что зависит от расстояния между электродами, между электродом и продуктом, напряжения постоянного тока, продолжительности экспозиции, скорости движения и концентрации дыма.

Ионизирующее излучение. Электроны c высоким уровнем энергии (получают при помощи ускорителей), а также γ -лучи (ядерная реакция) при определенных условиях оказывают стерилизующее действие, вызывая вначале гибель микроорганизмов, а затем инактивацию и разрушение ферментов, которые в несколько раз устойчивее вегетативных клеток и спор. Наиболее чувствительны к действию ионизирующих излучений неспорообразующие бактерии, более устойчивы плесени и спорообразующие виды, а наиболее устойчивы споры микроорганизмов.

!!! Малые дозы облучения ускоряют развитие микробов.

Уничтожение микроорганизмов обусловливается действием продуктов, получаемых при ионизации воды и нарушающих нормальный ход процессов нуклеинового и углеводного обменов. Ионизирующее облучение сопровождается нарушениями тканевого дыхания и ведет к гибели клетки. Облучение также угнетает процессы размножения микроорганизмов. Стерилизующий эффект облучения проявляется не сразу, а после некоторой паузы (2—4 ч). Этим стерилизация облучением отличается от тепловой стерилизации, при которой стерилизующее действие проявляется немедленно.

Установлено, что при ионизирующем облучении рыбы и рыбных продуктов токсичных веществ не образуется, однако сильные дозы ионизирующего облучения придают облучаемому предмету радиоактивные свойства.

Возможность возникновения наведенной радиации и нежелательных изменений продукта требует строгой регламентации процесса радиационного консервирования.

Применение ионизирующего излучения для консервирования пищевых продуктов является предметом обширных исследований.