Химические методы консервирования
Химические методы консервирования основаны на использовании специальных агентов, т.е. веществ биологического (микробного, животного или растительного) происхождения (сейчас выпускаются и полусинтетические антибиотики), обладающих способностью подавлять рост и размножение определённых видов микроорганизмов. В небольших концентрациях они способны предохранять продукт от порчи в течение определённого времени, и поэтому некоторые из них применяются в качестве консервантов.
В пищевых продуктах антибиотики имеют следующее происхождение: естественные антибиотики, свойственные исходному пищевому сырью; антибиотики, образующиеся в процессе изготовления пищевых продуктов; антибиотики, попадающие в пищевые продукты в результате лечебно-ветеринарных мероприятий, а также антибиотики, попадающие в продукты животноводства при использовании их в качестве биостимуляторов роста животных; антибиотики, применяемые в качестве консервирующих веществ.
В пищевой промышленности разрешается использовать лишь такие антибиотики, которые не используются в медицинской практике, обладают высокими антимикробными свойствами и в то же время инактивируются при тепловой обработке, не являются токсичными для человека и не оказывают влияния на органолептические свойства пищевых продуктов. В качестве консерванта антибиотики пригодны для обработки скоропортящихся продуктов (таких, как мясо и рыба) и лишь в тех случаях, когда другие способы консервирования затруднены или невозможны. Чаще всего свойства антибиотиков используются для сохранения мяса при его транспортировке на дальние расстояния и при доставке рыбы на рыбозаводы.
|
|
Ограниченное применение антибиотиков в качестве консервантов обусловлено, прежде всего тем, что, попадая в организм даже в минимальном количестве, они могут привести к появлению в нём устойчивых форм патогенных микроорганизмов. Кроме того, продолжительное употребление пищи с активным антибиотиком иногда вызывает нежелательные изменения в составе обычной, нормальной микрофлоры кишечника - дисбактериозы, которые в свою очередь, могут стать причиной развития вторичных бактериальных инфекций. Возможны повышенная чувствительность к антибиотикам и их токсичность для организма.
Технологические приемы применения антибиотиков различны: погружение пищевого продукта в раствор антибиотиков на ограниченный срок, орошение поверхности пищевого продукта раствором антибиотиков различной концентрации, введение антибиотиков перед забоем животных и т.д.
Химические вещества, используемые для консервирования пищевых продуктов, должны быть безвредными и не изменять вкус, цвет и запах продукта. В настоящее время для консервирования разрешены: этиловый спирт, уксусная, сернистая, бензойная, сорбиновая кислоты и некоторые их соли, борная кислота, уротропин, некоторые антибиотики и др.
|
|
Консервирование этиловым спиртом основано на губительном действии спирта на микроорганизмы. Этиловый спирт используется в качестве консерванта при производстве плодово-ягодных соков - полуфабрикатов. В концентрациях 12-16 % этиловый спирт задерживает развитие, а при 18 % полностью подавляет жизнедеятельность микроорганизмов. Соки с концентрацией спирта 25-30 % применяются при производстве ликеро-водочных изделий, а с концентрацией 16 % - при получении безалкогольных напитков.
Маринование представляет собой способ консервирования, в основу которого положено повышение кислотности среды путём добавления уксусной кислоты. В концентрациях 1,2-1,8 % уксусная кислота подавляет деятельность многих микроорганизмов, и в первую очередь гнилостных.
Для усиления консервирующего эффекта маринование иногда сочетают с другими видами консервирования: пастеризацией, солением, хранением при низких температурах. В пастеризованных маринованных продуктах содержание уксусной кислоты снижается до 0,8-1,2 %, что благоприятно влияет на их вкус.
|
|
При производстве маринованных продуктов обычно используют столовый уксус, содержащий 3-6 % уксусной кислоты, или пищевую уксусную эссенцию с содержанием уксусной кислоты 70-80 %. Для выработки маринадов более желателен биохимический уксус (спиртовой, винный, плодово-ягодный и др.), т.к. уксус из эссенции обладает резким вкусом. Кроме уксуса в маринадную заливку добавляют соль, пряности, сахар.
Маринуют плоды, овощи, грибы, рыбу и др. Подготовленные свежие, бланшированные или жареные продукты заливают маринадной заливкой, банки закатывают и пастеризуют при температуре 90-100оС. При хранении маринадов происходит их созревание, которое длится от 20 дней до 2 месяцев. В процессе созревания уксусная кислота, сахар и соль диффундируют в продукты. Под действием кислот около 75 % сахарозы превращается в инвертный сахар, улучшаются вкусовые качества продукта. Хранят маринады при низких температурах (от 0 до 4оС), т.к. многие плесени усваивают уксусную кислоту и могут вызывать порчу продуктов.
Консервирование пищевых продуктов сернистой кислотой, её солями и сернистым ангидридом называется «сульфитацией». Сернистая кислота является сильным антисептиком, подавляет деятельность плесеней и бактерий; более устойчивы к её действию дрожжи, особенно винные расы. Эта кислота применяется для консервирования плодов, ягод, фруктовых и овощных полуфабрикатов. Эффективность действия сернистой кислоты зависит от температуры и рН среды. При повышении кислотности степень диссоциации сернистой кислоты уменьшается, и таким образом сохраняется больше недиссоциированных молекул, обладающих консервирующим действием.
|
|
Сульфитацию проводят различными способами. Для дезинфекции помещений, бочек, резервуаров применяется газообразный сернистый ангидрид, образующийся при сжигании серы. Сернистый ангидрид может подаваться из стальных баллонов, в которых сжиженный газ находится под давлением. Сульфитацию также проводят 5-6 %-ым водным раствором или с помощью растворов разных солей, выделяющих двуокись серы. Сернистая кислота инактивирует ферменты, подавляет процессы дыхания плодов и овощей, удлиняя тем самым продолжительность их хранения и предохраняя от потемнения. При нагревании сульфитированных продуктов происходит быстрое расщепление сернистой кислоты с выделением газообразного сернистого ангидрида. На этом свойстве сернистой кислоты основан процесс её удаления из продукта - десульфитация. Сульфитированные продукты используются только для последующей переработки после удаления сернистой кислоты. Сернистый ангидрид действует на дыхательные органы и вызывает раздражение слизистой оболочки, поэтому в больших концентрациях он опасен для человека.
К наиболее часто применяемым солям сернистой кислоты относятся бисульфит натрия ( NaHSO 3 ), бисульфит калия ( KHSO 3 ), пиросульфат натрия ( Na 2 S 2 O 3 ) и сернистокислый натрий ( Na 2 SO 3 ), сернистокислый калий ( K 2 SO 3 ). Их используют для консервирования плодов и ягод с высокой кислотностью. Под действием кислот происходит расщепление солей сернистой кислоты с выделением сернистого ангидрида. Остаточное содержание сернистого ангидрида в сушёных овощах и фруктах не должно превышать 0,01-0,06 %, в плодово-ягодных пюре - 0,2, в соках - 0,12-0,15 %.
Бензойная кислота (С6Н5СООН) и бензойнокислый натрий применяются для консервирования фруктово-ягодных полуфабрикатов, соков, килек. Бензойная кислота плохо растворима в воде, поэтому для консервирования обычно используют её соль - бензойнокислый натрий (C6H5COONa). Эта кислота подавляет жизнедеятельность дрожжей, менее интенсивно действует на маслянокислые бактерии, слабо на уксуснокислые и почти совсем не влияет на развитие молочнокислых бактерий и плесеней. Наиболее сильное антисептическое действие бензойной кислоты и бензойнокислого натрия проявляется в кислой среде при рН 2,5-3,5. Недостатком бензойной кислоты является её отрицательное влияние на вкус консервируемого продукта, под её действием также происходит помутнение растительных материалов, содержащих белок, поэтому количество бензойной кислоты, добавляемое в пищевые продукты, строго регламентируется и не превышает 70-100 мг на 100 г продукта.
Сорбиновая кислота ( C 6 H 8 O 2 ) и её соли являются сильными антисептиками. Они используются для консервирования фруктовых соков, пюре, маринадов и других продуктов с низким рН среды. Сорбиновая кислота относится к непредельным и представляет собой белые или слегка желтоватые кристаллы без запаха со слабокислым вкусом. Она подавляет деятельность грибов и дрожжей и слабо или почти не действует на бактерии. Эта кислота труднорастворима в холодной воде, поэтому чаще применяется в виде водорастворимых солей: сорбата натрия или калия. Преимущество сорбиновой кислоты перед другими консервантами состоит в том, что она не изменяет вкус и запах консервированных продуктов. Количество сорбиновой кислоты, допускаемое для консервирования различных продуктов, неодинаково и колеблется от 0,05-0,1 % (безалкогольные напитки, соки) до 0,5 % (полукопчёные колбасы).
Нитраты и нитриты используют в качестве консервирующего средства для повышения стойкости окраски мяса, мясных продуктов и рыбных изделий. Они применяются вместе с поваренной солью и сахаром при засолке мяса; мясо консервированное только солью, получается жёстким, волокнистым, неприятного серого цвета. Добавление сахара улучшает вкус продукта, а добавление нитратов и нитритов - сохраняет цвет.
Из-за вредного воздействия на организм человека законодательством установлена предельно допустимая концентрация нитратов и нитритов в пищевых продуктах. Так, в варёных мясопродуктах содержание нитрита натрия не должно превышать 3 мг на 100 г продукта, в полукопчёных - 5, в копчёных - 10 мг.
Борная кислота (Н3ВО3), бура ( Na 2 B 4 O 7 × 10H2 O ) 0,3 %-й концентрацией и уротропин используются для сохранения зернистой осетровой икры. Борную кислоту применяют как консервант в производстве меланжа.
Антибиотики, которые могут быть использованы в пищевой промышленности, наряду с выраженным антимикробным действием должны обладать невысокой устойчивостью, а также легко инактивироваться при тепловой обработке продуктов. В настоящее время в пищевой промышленности разрешено применять хлортетрациклин (биомицин), нистатин, низин и некоторые другие.
Хлортетрациклин (биомицин) при нагревании образует изомер изохлотетрациклин, безвредный для организма человека и обладающий бактериостатическим свойством. Этот антибиотик действует на слизеобразующие микроорганизмы. В пищевой промышленности его используют для обработки мяса и рыбы, транспортируемых на дальние расстояния. Для обработки тресковых рыб используют биомициновый лёд, т.е. лёд, содержащий хлортетрациклин в количестве не более 5 г на 1 т продукта.
Нистатин - антибиотик, действующий на дрожжи и грибы, вызывающие плесневение мяса. В пищевой промышленности для более эффективной обработки мясных туш его обычно применяют в сочетании с хлортетрациклином. Концентрация хлортетрациклина в растворах не должна превышать 100 мг, а концентрация нистатина - 200 мг на 1 л воды.
Низин используется при производстве молочных и плодоовощных консервов. Он представляет собой полипептид, образующийся в процессе метаболизма молочнокислых стрептококков. В состав низина входят различные аминокислоты: метионин, лейцин, валин, лизин, гистидин, пролин, глицин, серин и др. Низин задерживает рост различных стафилококков, стрептококков, клостридий и др. В организме человека низин быстро разрушается, не оказывая отрицательного действия. Важной особенностью низина является его способность уменьшать сопротивляемость спор термоустойчивых бактерий к нагреванию, что позволяет снижать режим стерилизации.
Антибиотиками растительного происхождения являются фитонциды. Из них наиболее применимо для консервирования аллиловое горчичное масло, добываемое из семян горчицы (C3H5N=C=S). Введение этого антибиотика в маринады в количестве 0,002% позволяет сохранять их без пастеризации в течение года при условии герметичной укупорки банки.
Для сохранения качества и увеличения сроков хранения пищевых продуктов применяют озон, обладающий дезинфицирующими и дезодорирующими свойствами. Являясь сильным окислителем, озон подавляет или прекращает развитие бактерий и плесеней, их спор, как на поверхности продукта, так и в воздухе. Эффективность действия озона зависит от концентрации, относительной влажности воздуха, а также от исходной обсеменённости продукта.
Озон рекомендуется использовать для дезинфекции и дезодорации воздуха в холодильных камерах, для дезинфекции транспортных средств, оборудования и тары. Озонирование необходимо проводить высокими концентрациями озона (25-40 мг/м3) в течении 12-48 часов, что позволяет снизить заражённость камер более чем на 90 %. Для обработки мяса, колбас, сыров концентрация озона не должна превышать 10 мг/м3, т.к. более высокое его содержание вызывает ухудшение вида, вкусовых достоинств и пищевой ценности.
Углекислый газ в повышенных концентрациях подавляет или полностью прекращает жизнедеятельность многих микроорганизмов. Эффективность воздействия СО2 на микроорганизмы зависит от его концентрации в атмосфере, температуры воздуха и вида микроорганизмов. Задержка развития плесеней происходит при концентрациях СО2 около 20 %, а при 40-50 % почти полностью прекращается их рост. Бактерии более устойчивы к действию СО2. Некоторые анаэробные гидрообразующие бактерии способны развиваться при 60-80 % СО2. Однако для хранения пищевых продуктов концентрация СО2 не должна превышать 20-22 %, так как более высокое содержание углекислого газа вызывает ухудшение качества продуктов. Целесообразно использовать СО2 в сочетании с охлаждением. В этом случае сроки сохраняемости мяса, рыбы, птицы и колбасных изделий при температуре 0оС и 10-20 % СО2 увеличиваются в 2-3 раза по сравнению с обычным холодильным хранением.
Для достоверной оценки безопасности антимикробных соединений, применяемых в пищевой промышленности, в Московском государственном университете прикладной биотехнологии проведены комплексные исследования по оценке антимикробной активности некоторых препаратов, имеющихся на отечественном рынке. Эти результаты представлены в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения антимикробной активности
консервантов (цитировано по Л.С. Кузнецовой)
Наименование консерванта | Тестируемый микроорганизм | Минимальная ингибирующая концентрация консерванта, % | Концентрация консерванта, полностью подавляющая рост микроорганизма, % |
Сорбат калия | E. coli | 0,30 | 0,76 |
Torulopsis sp. | 0,25 | 0,45 | |
Pseudomonas aeruginosa | 0,25 | 0,50 | |
Lactococcus lactis | 0,05 | 0,30 | |
Mucor heterosporum | 0,30 | 0,60 | |
Сорбат натрия | E. coli | 0,20 | 0,60 |
Mucor heterosporum | 0,35 | 0,60 | |
Torulopsis sp. | 0,25 | 0,50 | |
Aspergillus niger | 0,35 | 0,90 | |
Бензоат натрия | Penicillium chrysogenum | 0,30 | 0,50 |
Aspergillus niger | 0,25 | 0,50 | |
Pseudomonas aeruginosa | 0,35 | 0,80 | |
Lactococcus lactis | 0,15 | 0,30 | |
Натриевая соль дегидрацетовой кислоты | E. coli | 0,125 | 0,25 |
Torulopsis sp. | 0,145 | 0,25 | |
Penicillium expansum | 0,125 | 0,20 | |
Pseudomonas aeruginosa | 0,115 | 0,25 | |
Lactococcus lactis | 0,008 | 0,15 | |
Mucor heterosporum | 0,125 | 0,25 | |
Aspergillus niger | 0,120 | 0,25 | |
Pseudomonas aeruginosa | 0,039 | концентрация не определялась | |
Калиевая соль дегидрацетовой кислоты | E. coli | 0,125 | 0,50 |
Mucor heterosporum | 0,125 | 0,25 | |
Aspergillus niger | 0,125 | 0,25 |
Обобщенные результаты экспериментов свидетельствуют о том, что по отношению к вегетативным клеткам исследованных микроорганизмов наибольшее фунгицидное действие оказывают водорастворимые производные дегидрацетовой кислоты.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 295; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!