Какой научный принцип консервирования не относится к переработке плодов и овощей
Обновлено: 18.09.2024
Рефераты Курсовые Дипломные
Консервацией называется способ обработки пищевых продуктов, предохраняющий их от порчи, прежде всего микробиологической, и позволяющий удлинить сроки их хранения.
Принципы консервирования
Первый принцип – поддержание жизненных процессов, происходящих в сырье и препятствующих развитию микроорганизмов. Принцип биоза – основа для хранения свежих плодов, ягод и овощей. Подбор сортов, основанный на иммунитете против различного рода заболеваний, - это одно из основных условий при хранении сочного растительного сырья.
Второй принцип – подавление жизнедеятельности микроорганизмов воздействием различных физических или химических факторов. Принцип анабиоза основан на том, что подавляются, но не полностью, жизненные функции, как микроорганизмов, так и подвергнутых обработке продуктов. Например, хранение сырья в регулируемой газовой среде, в условиях пониженных температур, в высушенном состоянии, при высоком осмотическом давлении (при высоких концентрациях в среде сахара или соли жизнедеятельность микроорганизмов замедляется или прекращается).
Третий принцип – прекращение жизнедеятельности микроорганизмов и жизненных процессов в растительном сырье. К этому процессу относятся все способы воздействия, при которых полностью погибают микроорганизмы за счет необратимых изменений, возникающих в их тканях. Такие изменения происходят в микроорганизмах под действием высоких температур, электрических токов, ультразвука, высоких доз ингибирующих радиаций и т.д. Стерилизующий эффект вызывает значительные изменения в растительном сырье, часто ухудшает его вкус, аромат и снижает пищевую ценность. Поэтому здесь необходимо решать и другую задачу – сохранить качество консервированного продукта.
Основное сырье
Применяемое для консервирования сырье, подразделяют на следующие группы:
Семечковые плоды (яблоки, груши, айва и др.), косточковые плоды (черешня, слива, абрикосы, персики и др.), ягоды (виноград, земляника, крыжовник, смородина и др.), орехи, тропические и субтропические плоды (орехи разные, апельсины, лимоны, мандарины и др.);
Овощи подразделяют на плодовые (томатные, бобовые, зерновые и тыквенные) и вегетативные (клубнеплоды, корнеплоды, капустные, шпинатные, салатные, луковичные, пряные, листочковые и десертные).
При производстве консервов большое значение имеет правильный выбор сырья с учетом его целевого назначения. При этом учитывают урожайность сырья с большим выходом стандартных плодов, естественный иммунитет против вредителей, вегетационный период развития (скороспелость), способность к послеуборочному дозреванию.
Для консервной промышленности важное значение имеет выращивание в определенном соотношении в зоне завода различных плодовых и овощных культур. Правильный подбор их соответствующих видов позволяет заводу ритмично перерабатывать в течение 6-9 мес в году свежее сырье, а в остальное время - полуфабрикаты.
Плоды, ягоды и овощи имеют три стадии зрелости: физиологическую, характеризующуюся окончанием роста организма и наличием зрелых семян; потребительскую, т.е. полную, наиболее пригодную для использования в пищу, и техническую – неполную стадию зрелости, когда плоды окончательно сформировались, имеют определенные размеры, форму, хорошие естественный вкус, аромат и плотную ткань. Переработка плодов и овощей в технической стадии зрелости обеспечивает наилучшее качество консервной продукции.
Дополнительное сырье
Вода, применяемая при производстве консервов, должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Сахар-песок должен быть белого цвета, чистым, сухим, сыпучим, без комков, сладким, без посторонних запахов и вкуса.
Для консервации применяют соль поваренную, пищевую высшего или 1 сорта. Она должна быть чистой, без механических загрязнений, белого цвета, с незначительным сероватым или желтоватым оттенком.
Растительные масла и жиры используют для производства овощных консервов. В основном это рафинированное подсолнечное масло, прозрачное, без посторонних вкуса и запаха. Допускается применять хлопковое или нерафинированное подсолнечное масло.
Уксус и уксусную эссенцию желательно использовать биологического происхождения. Уксус содержит 3-6%, а эссенция – 80% уксусной кислоты.
Лимонная и винная кислоты должны содержать не менее 99,5% кислоты и не более 0,1-0,35% золы. Не допускается наличие в них мышьяка и солей тяжелых металлов.
Пряности: перец черный душистый, лавровый лист, гвоздика, корица.
Общие технологические приемы, используемые при консервировании плодов и овощей
Сортирование, мойка, очистка сырья
Большое влияние на качество консервов оказывает однородность сырья по размерам, цвету и степени спелости.
Процесс, при котором отбирают гнилые, битые, неправильной формы плоды и посторонние примеси, называется инспекцией . Она сочетается с сортированием , при котором плоды разделяют на фракции по цвету и степени зрелости. Инспекцию проводят на ленточных транспортерах с регулируемой скоростью движения конвейера (0,05-0,1 м/с). Процесс разделения сырья по различным признакам, в первую очередь по размерам, еще называют калиброванием.
Мойка позволяет удалить с поверхности сырья остатки земли, следы ядохимикатов, снижает обсемененность микроорганизмами. В зависимости от вида сырья используют различные типы моечных машин.
Плоды и овощи очищают от кожицы (если это требуется) и от других несъедобных частей различными способами в зависимости от их физиологических особенностей.
Измельчение и резка сырья
Степень измельчения определяет в дальнейшем интенсивность других технологических операций. Так, тонкое измельчение плодов позволяет увеличить выход сока при прессовании, однако наличие большого количества мелких частиц затрудняет отделение сока от мякоти. Тип дробильной машины зависит от вида сырья, структуры его тканей и цели измельчения. Некоторые виды плодов и овощей требуют удаления косточек, плодоножек, семян. Эти операции также осуществляют на специальных машинах. Вручную же проводят процесс доочистки.
Тепловая обработка сырья
После мойки, очистки и измельчения сырье, как правило, подвергают кратковременной обработке паром, водой или водным раствором солей, сахара или органических кислот. Этот процесс называется бланшированием . Цель его – инактивировать ферменты растительных тканей, в первую очередь окислительно-восстановительного комплекса, снизить обсемененность продукта микроорганизмами, удалить часть воздуха из тканей сырья, а также вещества, придающие ему нежелательный вкус или запах.
В консервной промышленности часто используют подогрев жидких и пюреобразных продуктов, преследующих разные цели: размягчение ткани, предотвращение пенообразования, удаления части микрофлоры, обеспечения более быстрого закипания и т.д. В зависимости от вида продукта и цели подогрев осуществляется при 85-125 о С в течение различного времени.
Также существуют специфические технологии, в которых предусмотрены процессы обжаривания овощей или пассерование. Пассерование – это легкое непродолжительное обжаривание овощей в паромасляных печах при температуре 120-140 о С.
Протирание, гомогенизация, деаэрация
При получении концентрированных томатопродуктов, соков с мякотью, продуктов детского питания дробленое и подогретое сырье протирают на протирочных машинах. Подогревание до 75-90 о С позволяет перевести частично нерастворимый протопектин в растворимый, инактивировать ферменты и подавить жизнедеятельность микроорганизмов. Сырье протирают для отделения кожицы и семян и получения тонкоизмельченной однородной массы.
Для доведения протертого продукта до тонкодисперсной однородной массы с диаметром части 20-30 мкм используют процесс гомогенизации, а для удаления воздуха из продукта - процесс деаэрации . Первый позволяет избежать расслаивания пюреобразных продуктов, второй – изменения цвета и потерь ценных компонентов в результате действия окислительно-восстановительных ферментов.
Концентрирование жидких и пюреобразных продуктов
При производстве томатопродуктов, повидла, джема, концентратов соков и др. проводят процесс удаления влаги из продукта с целью концентрирования сухих веществ. Это дает возможность сократить объем жидких полуфабрикатов или получить готовый консервированный продукт.
Воду из продукта удаляют разными способами. Наиболее распространенный из них – выпаривание влаги при кипении. При выпаривании увеличиваются плотность продукта, вязкость, происходит гидролиз сложных компонентов, вступают в реакцию простые по своей структуре вещества, образуя сложные соединения с различным цветом, вкусом и ароматом. Основная цель при выпаривании влаги – сохранить качество продуктов и не вызывать глубоких изменений физико-химических свойств.
В консервном производстве имеются установки. Позволяющие получить концентраты ароматических веществ плодов и овощей, в которых осуществляется улавливание аромата, включая отгон, и концентрирование с помощью абсорбции, экстрагирования и перегонки.
Сухие вещества соков можно концентрировать вымораживанием при температуре минус 10-12 о С. Вода при этом выкристаллизовывается в виде чистого льда и удаляется, а остается лишь концентрированный раствор.
К современным способам концентрирования можно отнести способ обратного осмоса , основанный на способности специальных селективных мембран пропускать при высоком давлении (1,4-1,6 МПа) только воду, задерживая сухие вещества, имеющие небольшую молекулярную массу. Если мембраны пропускают молекулы сравнительно большого размера, то процесс называется ультрафильтрацией . Давление при этом развивается до 9 МПа.
Основные способы воздействия на микрофлору пищевых продуктов
Стерилизация пищевых продуктов
Это обработка пищевых продуктов высокими температурами, электрическими токами, ультразвуком, ионизирующей радиацией с целью подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Стерилизующий эффект, который достигается, как правило, при жестких режимах обработки, вызывает значительные изменения в растительном сырье, ухудшая его органолептические свойства и снижая пищевую ценность. Поэтому разработка режимов стерилизации должна преследовать и другую задачу – сохранить качество консервированного продукта.
Подавление жизнедеятельности микроорганизмов
Этот процесс осуществляется при использовании низких температур. Здесь речь идет не об охлаждении плодов и овощей при длительном хранении, замедляющем жизнедеятельность микроорганизмов а о способе при котором используют температуры, обеспечивающие полное или частичное превращение клеточного сока тканей продукта в лед. При этом многие микроорганизмы погибают. Замораживание производится при температуре минус 18 о С. Однако при повышении температуры деятельность оставшихся микроорганизмов восстанавливается, и продукт может быть подвергнут порче.
Жизнедеятельность микроорганизмов подавляется также сушкой продукта, так как для деятельности микроорганизмов необходима влага.
Подавлять жизнедеятельность микроорганизмов можно за счет повышения осмотического давления. Увеличение концентрации сахара при частичном удалении воды способствует обезвоживанию клеток микроорганизмов, и они, как правило, погибают. Но это происходит при концентрации сахара 60-65%. Снижение концентрации может создать условия, благоприятные для развития дрожжевых и плесневых грибов.
Аналогичное действие оказывает и поваренная соль. Консервирующие дозы ее 10-20%.
Направленное действие микроорганизмов
В процессе брожения необходимо ограничить доступ воздуха, чтобы задержать образование нежелательных побочных продуктов. Молочнокислые бактерии в анаэробных условиях образуют только молочную кислоту, тогда как на воздухе они образуют и другие продукты.
Тара для консервов
Всю используемую тару независимо от ее вида необходимо тщательно инспектировать, отбирать брак, тщательно мыть (за исключением полимерной тары), контролировать на герметичность, если продукт подвергают стерилизации.
Выбор типа тары зависит от способа консервирования, вида продукта и его назначения. В консервной промышленности применяют два вида тары - герметичную и негерметичную.
К герметичной таре относятся металлические (жестяные, алюминиевые) банки и тубы, стеклянные банки, бутылки, бутыли, стаканы, пакеты из полимерных материалов. В нее фасуют продукты, подлежащие стерилизации или пастеризации.
Негерметичная тара – деревянные бочки и ящики, фанерные ящики и барабаны, картонные коробки, бумажные мешки, пластмассовые ящики и лотки.
Плоды и овощи — незаменимый источник легкоусвояемых углеводов, физиологически активных веществ (витаминов, полифенолов, минеральных соединений, природных антиоксидантов и пищевых волокон). С древних времен были известны лечебные свойства многих видов плодов, овощей и ягод. Однако срок хранения их ограничен, с удлинением срока хранения возрастают потери массы и качества, увеличиваются затраты на хранение.
Поэтому задача консервирования — перевод нестойкого при хранении сырья в продукцию длительного хранения. Производство консервированных продуктов позволяет значительно сократить потери сельскохозяйственного сырья, обеспечить круглогодичное снабжение населения плодоовощной продукцией в широком ассортименте, снизить затраты труда и времени на приготовление пищи в домашних условиях и в общественном питании, для снабжения армии и флота, населения северных районов страны, длительных экспедиций.
В зависимости от исходного сырья и требований, предъявляемых к качеству ожидаемого продукта, выбирают технологическую схему обработки, или консервирование.
Существует много способов консервирования плодоовощной продукции — сушка, охлаждение, замораживание, консервирование солью, сахаром, кислотами и др. Наиболее надежный метод — сохранение продуктов в герметической таре с помощью тепловой обработки (стерилизации или пастеризации).
Плоды и овощи отличаются разнообразием химических, физических и технологических свойств, поэтому для каждого вида выпускаемых консервов разрабатывают технологические инструкции по их производству.
Переработка сырья в районах произрастания способствует уменьшению потерь сырья, ароматических и красящих веществ за счет сокращения сроков хранения и транспортирования свежей продукции и снижению себестоимости готовой продукции. Разработаны типовые проекты цехов малой мощности [З. 3,5 млн. условных банок (муб) в год] для переработки сырья в сельской местности. Ассортимент консервов для выпуска в этих цехах подобран сотрудниками ВНИИ консервной и овощесушильней продукции ВНИИКОП) с учетом сырья, выращиваемого в различных климатических зонах.
Для каждого цеха предусмотрена выработка определенного ассортимента:
В проектах предусмотрена модульная комплектация участков, поэтому можно легко изменять ассортимент выпускаемой продукции. Создана комплексная система машин и оборудования для переработки в цехах малой мощности по предварительной обработке сырья, подготовке его к производству, смешивания различных компонентов, приготовления сиропов и заливок, фасования, стерилизации, оформления готовой продукции. Разработаны технологии для проведения санитарной обработки оборудования. На предприятиях малой и средней мощности перерабатывают более 30 % плодоовощного сырья.
Способы консервирования
В основе современных способов переработки плодов и овощей лежит комплекс факторов воздействия, направленных на регулирование микробиологических и биохимических процессов, протекающих в плодоовощном сырье.
В зависимости от способов воздействия на плодоовощное сырье и происходящих в нем процессов способы переработки условно делят на следующие группы:
Биохимические методы
Это повышение кислотности среды главным образом за счет образования молочной кислоты (основного консервирующего агента), которая образуется в результате направленного культивирования определенных групп микроорганизмов. Плоды и овощи содержат достаточное количество углеводов в легкодоступной форме и все необходимые биологически активные вещества для развития комплекса молочнокислых бактерий, повышающих кислотность продукции до уровня, препятствующего развитию гнилостных бактерий, дрожжей и плесеней. Дополнительно при квашении и солении вносят осмофильный агент — поваренную соль, вызывающую плазмолиз клеток, диффузию клеточного сока в рассол и препятствующую развитию гнилостных микроорганизмов на первых этапах брожения.
Химические методы
К ним относятся маринование и химическая стерилизация.
Маринование — повышение кислотности среды в продукции за счет введения уксусной кислоты. Жизнедеятельность каждого вида микроорганизмов возможна лишь в определенных границах рН среды, выше и ниже которых она угнетается. Для большинства плесневых грибов и дрожжей наиболее благоприятна слабокислая среда с рН 5. 6. Большинство бактерий лучше растет в зоне рН 6,8. 7,3, т.е.в нейтральной или слабощелочной среде. Губительное действие на микроорганизмы некоторых органических кислот, в том числе уксусной, может быть обусловлено не только неблагоприятной концентрацией водородных ионов, но и токсичностью недиссоциированных молекул кислоты.
Зная отношение микроорганизмов к кислотности среды и регулируя ее, можно подавлять или стимулировать развитие микрофлоры, что имеет практическое значение.
Неблагоприятное действие кислой среды на гнилостные бактерии положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном виде.
Консервирующее действие только в результате повышения кислотности достигается при производстве острых маринадов, содержащих не менее 1,5. 1,8 % уксусной кислоты. Если необходимо получить менее острые маринады, слабокислые (0,4. 0,6 % уксусной кислоты) или кислые (0,61. 0,90 %), применяют дополнительное консервирующее воздействие высокими температурами (пастеризация или стерилизация).
Химическое консервирование предусматривает применение химических веществ, обладающих в той или иной степени бактерицидными и фунгицидными свойствами, для предотвращения развития микроорганизмов в плодоовощных продуктах.
Физические методы
Замораживание применяют как для хранения сырья с целью последующего его консервирования, так и как самостоятельный способ консервирования. Возможно быстрое замораживание только таких продуктов, биологические, химические и физические свойства которых при замораживании существенно не изменяются. Пригодность сырья к замораживанию желательно предварительно проверить.
Консервирующее действие замораживания основано на том, что при температуре ниже —10 °С микроорганизмы не могут развиваться. Даже психрофильные микробы, которые еще размножаются при температуре около — 5 °С, не могут при более низких температурах продолжать свою деятельность, и их обмен веществ необратимые процессы коагуляции белка, изменения в протоплазме клеток, разрыв клеточной оболочки и наступает полная гибель растительных и микробных клеток.
Тепловая обработка приводит к инактивации ферментного комплекса сырья, вследствие чего в растительных тканях прекращаются биохимические процессы.
Ультрафиолетовые лучи (УФ) (лучевая стерилизация) обладают высокой энергией и вызывают фотохимические изменения в поглощающих их молекулах субстрата и клетках микроорганизмов. Наибольшим бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 250. 260 нм. Эффективность воздействия УФ-лучей на микроорганизмы зависит от дозы облучения.
УФ-облучение рекомендуют использовать для дезинфекции воздуха холодильных камер, производственных помещений, в технологическом процессе при асептическом консервировании, для предотвращения инфицирования извне при розливе, фасовании и упаковке пищевых продуктов; для обеззараживания тары и упаковочных материалов. Для стерилизации плодоовощных консервов его не применяют из-за низкой проникающей способности лучей. Считают возможным применение УФ-лучей при стерилизации плодоовощных соков и вин в тонком слое.
Ультразвук (УЗ) — это механические колебания с частотами более 20 кГц (более 2000 колебаний в 1 с), которые находятся за пределом слышимости человека. УЗ-волны могут распространяться в твердых, жидких и газообразных средах и обладают большой механической энергией. С помощью УЗ можно вызвать распад высокомолекулярных соединений, коагуляцию белков, инактивацию ферментов, разрушать частично или полностью многоклеточные и одноклеточные организмы, в том числе и микроорганизмы.
УЗ находит все большее применение в различных отраслях промышленности, в том числе и в пищевой. Разработаны установки для мойки и стерилизации стеклянной тары, предложены технологии по стерилизации воды, жидких пищевых продуктов, в том числе соков и вин.
Электрический ток высокой (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ) — один из видов тепловой стерилизации. Прохождение коротких и ультракоротких электромагнитных волн через среду вызывает в ней появление переменных токов высокой и сверхвысокой частот. В электромагнитном поле электрическая энергия преобразуется в тепловую.
ВЧ-обработку для стерилизации консервов проводят при радиочастотном диапазоне 20. 30 МГц. Более эффективен сверхчастотный нагрев при частоте 2400 МГц, при котором можно проводить непрерывную стерилизацию в потоке.
При СВЧ-обработке физические свойства продукта, размеры банки и другие параметры стерилизуемой продукции мало влияют на режим генератора микроволновой энергии. Благодаря специфическим особенностям этого способа стерилизации его применение перспективно для термической обработки плодово-ягодных консервов.
По сравнению с обычной паровой стерилизацией значительно сокращается время нагревания (1. 3 мин) и лучше сохраняются потребительские свойства готового продукта: аромат, вкус, консистенция, цвет и пищевая ценность. Внедрение указанных видов обработки сдерживается из-за сложности оборудования и контроля температурных параметров технологического процесса. Механизм воздействия на микрофлору ВЧ- или СВЧ-энергии до конца не изучен. Гибель клетки наступает в результате теплового эффекта, но некоторые ученые считают, что существует специфическое воздействие электромагнитных волн. Для каждого вида продукта должны быть разработаны свои режимы стерилизации, так как микрофлора по составу и чувствительности сильно различается.
Физико-механический способ
Этот метод основан на пропускании под давлением жидкого продукта через фильтры, размер пор которых меньше размера клеток микроорганизмов. Следовательно, происходит механическое отделение клеток микроорганизмов. Отсутствие тепловой обработки позволяет максимально сохранить все биологически активные вещества. Однако при использовании бестемпературной стерилизации в продукте остаются активные комплексы ферментов, которые влияют на его цвет, вкус и аромат при хранении. Поэтому продукт перед стерилизацией все равно подвергают обработке, направленной на инактивацию ферментов.
Физико-химический способ
Консервирование происходит в результате повышения осмотического давления субстрата. В природе микроорганизмы встречаются в субстратах с разным содержанием растворенных веществ, следовательно, и с разным осмотическим давлением. Многие микроорганизмы чувствительны даже к небольшому повышению концентрации среды. Увеличение концентрации среды выше определенного предела вызывает обезвоживание клеток, при этом поступление в них питательных веществ приостанавливается. В таком состоянии одни микроорганизмы могут длительно сохраняться, другие же быстро погибают.
Производство варенья, джема, повидла и цукатов, засоленной зелени основано на способности сахара и соли повышать осмотическое давление в клетках, что приводит к плазмолизу растительных тканей и частичной гибели микроорганизмов.
Микроорганизмы, устойчивые к высоким концентрациям сухих веществ в субстрате, обычно переходят в анаболитическое состояние и теряют способность к размножению. Однако при хранении указанных видов продуктов они могут и заплесневеть, и забродить за счет развития осмофильных дрожжей и плесеней. Поэтому наиболее эффективно комбинированное консервирование путем применения осмофильного воздействия сахара и температуры (пастеризации).
Читайте также: