Консервы природные и синтетические

• Введение
• Основные принципы консервирования
• Холодильная обработка пищевых продуктов
• Биологические методы консервирования
• Квашение капусты
• Соление огурцов
• Маринование, спиртование и спиртовое брожение
• Посол мяса
• Способы посола
• Посол рыбы
• Сквашивание молока
• Стерилизация пищевых продуктов
• Принципы термического консервирования
• Обезвоживание пищевых продуктов
• Копчение пищевых продуктов
• Заключение
• Литература

Большинство пищевых продуктов — плоды и овощи, мясные, молочные и рыбные — являются скоропортящимися, то есть они не способны без специальной обработки или специальных условий храниться более или менее продолжительное время. Для того чтобы избежать порчи продуктов, необходимо подвергнуть их специальной обработке, которая получила название консервирование.

Целью нашей работы является описать основные методы изготовления консервов.

Для достижения данной цели нами поставлены следующие задачи:

Описать основные виды консервирования.

Рассказать о замораживании

Охарактеризовать биологические виды консервирования.

Сказать о копчении и стерилизации

Основные принципы консервирования

Существуют четыре основных принципа консервирования: биоз, анабиоз, ценобиоз, абиоз.

Биоз

Этот метод заключается в хранении плодов и овощей в свежем виде без какой-либо специальной обработки. Принимаются лишь меры, направленные на поддержание нормальных жизненных процессов и некоторое ограничение их интенсивности, с тем чтобы уменьшить расход питательных веществ за счет дыхания и снизить потери массы за счет испарения влаги. При этом поддержание нормальных жизненных процессов и ограничение их интенсивности сводится к определенному режиму складирования и хранения сырья. Биоз является не методом консервирования в обычном понимании, а лишь системой мер, обеспечивающих кратковременное сохранение плодов в свежем виде при поступлении сырья на завод (склад, хранилище).

Сырье укладывают не очень высоким слоем, чтобы доступ воздуха к отдельном плодам не был затруднен, иначе процесс нормального дыхания нарушится и наступит так называемое интрамолекулярное дыхание, заключающееся в бескислородном разложении.

При хранении плодов и овощей поддерживается их естественная устойчивость к действию фитопатогенных микроорганизмов, при хранении яиц — к сохранению бактерицидных соединений, содержащихся в оболочке яиц и в белке, при хранении живой рыбы поддерживаются наиболее благоприятные условия для живого организма.

Анабиоз

Анабиозом называют метод консервирования, при котором подавляется или резко сокращается жизнедеятельность микроорганизмов и тормозятся ферментативные процессы, протекающие в продуктах. Анабиоз широко используется в пищевой промышленности. На этом принципе основан ряд методов консервирования: охлаждение и замораживание, создание высоких концентраций осмотически деятельных веществ, сушка, хранение в регулируемой атмосфере, маринование, спиртование, квашение и др.

Умеренный холод (способ называют холодным хранением или хранением в охлажденном состоянии) — охлаждение сырья и продуктов переработки до такой температуры, которая, будучи на 10−15°С ниже комнатной температуры, не опускалась бы ниже минус 1−3°С, то есть той температуры, при которой сырье и пищевые продукты замерзают. Использование умеренного холода способствует значительному замедлению биохимических процессов, протекающих в растительном сырье, а также снижению активности микроорганизмов, большинство из которых лучше всего развивается при 37 °C.

Особенно резко отражается температура хранения на таком важном биохимическом процессе, как дыхание. Чем выше температура хранения, тем больше скорость дыхания и тем меньше продолжительность жизни плода. С понижением температуры скорость дыхания сильно замедляется, а время хранения плодов возрастает.

Снижение биологической и биохимической активности плодов и микроорганизмов при понижении температуры объясняется, с одной стороны, известной зависимостью скорости химических реакций от температуры, а, с другой стороны — тем, что цитоплазма — носитель жизненных функций микробных и растительных клеток — наркотизируется под влиянием холода и проницаемость ее падает.

Метод холодного хранения дает возможность сохранить сырье при минимальном изменении его натуральных свойств в течение нескольких недель, то есть гораздо дольше, чем метод биоза.

Ценобиоз

Это метод, основанный на специальном культивировании полезной микрофлоры, которая является антагонистом по отношению к вредной микрофлоре. Широко распространены методы консервирования, действующие по принципу ценобиоза, — квашение, брожение, посол мясных продуктов и рыбы и др.

Абиоз

При абиозе полностью подавляется деятельность микроорганизмов, способных вызывать порчу продуктов и заболевания людей. Обычно при этом полностью инактивированы и ферменты. Наиболее распространенным промышленным методом консервирования, основанным на принципе абиоза, является метод тепловой стерилизации.

Наиболее распространенными способами обработки продуктов для увеличения продолжительности их хранения являются: холодильная обработка (анабиоз) и последующее хранение в специальных хранилищах, оборудованных системами регулирования режима хранения; консервирование биологическими методами, основанными на преимущественном развитии в самом продукте микрофлоры, являющейся антагонистом по отношению к микрофлоре, вызывающей порчу продукта; консервирование нагревом (стерилизация) в герметически укупоренной таре, консервирование нагревом с последующим укупориванием в герметическую тару (асептическое консервирование) и сушка при атмосферном давлении, под вакуумом или методом сублимации.

Консервирование продуктов обязательно сопровождается изменением их свойств, чаще в худшую сторону. В некоторых случаях вкусовые качества консервированных продуктов оцениваются даже выше свежих, например, таких, как ветчинные изделия, некоторые соленые овощи, кисломолочные продукты и др., но, как правило, при консервировании происходит в большей или меньшей степени снижение пищевой ценности продуктов, разрушение витаминов, некоторых незаменимых аминокислот, потеря микроэлементов.

Если натуральные продукты можно перевести в консервированные, то обратный переход во всех случаях невозможен, то есть консервирование является процессом необратимым.

Холодильная обработка пищевых продуктов

Обработка пищевых продуктов холодом является наиболее распространенным и наиболее эффективным методом обработки пищевых продуктов, позволяющим значительно увеличить длительность их хранения.

При пониженных температурах сильно замедляются биохимические процессы, а также резко снижается активность микроорганизмов.

Особенно резко отражается температура хранения на дыхании плодов и овощей. Чем выше температура хранения, тем больше интенсивность усыхания и тем меньше продолжительность жизни плода. С понижением температуры интенсивность дыхания сильно замедляется и время хранения плодов возрастает.

Снижение биологической и биохимической активности плодов и микроорганизмов при понижении температуры объясняется, с одной стороны, известной зависимостью скорости химических реакций от температуры, а с другой — тем, что цитоплазма — носитель жизненных функций микробных и растительных клеток — наркотизируется под действием холода и проницаемость ее падает. Из-за этого замедляется обмен веществ. Снижается поступление кислорода извне через сузившиеся поры цитоплазменной мембраны, уменьшается подача изнутри сахаристого сока в капиллярные каналы оболочки — жизнь клетки замирает, не прекращаясь совсем, и клетка впадает в состояние анабиоза. Кроме того, снижается активность ферментов.

Обработка холодом производится прежде всего с целью предотвращения порчи пищевых продуктов и увеличения длительности их хранения.

Порча пищевых продуктов животного и растительного происхождения вызывается главным образом действием микроорганизмов. Мясо, рыба, молоко и продукты из них содержат белки и углеводы, которые являются отличной питательной средой для микробов. Плоды и овощи содержат сахара, органические кислоты, азотистые вещества и т. п., которые также являются хорошей питательной средой для микробов.

Попадая на пищевые продукты, микроорганизмы начинают быстро размножаться и потребляют пищевые вещества. В процессе размножения и питания микробы разлагают ценные вещества растительного сырья с образованием спирта, кислот, а также ряда дурно пахнущих и ядовитых соединений, делая продукты непригодными для употребления в пищу.

Гниение, прокисание, брожение являются микробиологическими процессами. Иногда плоды и овощи или изготовленные из них продукты могут портиться и в отсутствие микробов, в силу различных биохимических процессов, свойственных самим продуктам. Эти биохимические процессы протекают при наличии ферментов. В ряде случаев, когда созданы условия, при которых микробы отсутствуют, а ферменты в процессе технологической обработки остались неповрежденными, пищевые продукты также подвергаются порче.

Рассматривая вопросы охлаждения растительного сырья, следует учитывать важную его особенность. Плоды и овощи являются живыми органами растений и, как живые организмы, обладают естественной невосприимчивостью (иммунитетом) к различным заболеваниям.

Плоды и овощи защищены от всякого рода внешних воздействий рядом механических, физико-химических и химических барьеров.

При высокой концентрации сахара, например, при изготовлении варенья, рост микроорганизмов в значительной степени подавлен, но и в этом случае вполне возможно развитие приспособительных форм микроорганизмов, вызывающих брожение, плесневение и другие виды порчи продукта. Поэтому подобные продукты также лучше хранить при пониженной температуре.

По той же причине при пониженных температурах рекомендуется хранить маринованные, квашеные, кисломолочные, копченые продукты.

консерва пищевой продукт посол Стерилизованные консервы, во время стерилизации которых полностью погибает вегетативная микрофлора и почти вся споровая, хранят в неохлаждаемых помещениях, хотя при необходимости длительного хранения для замедления биохимических изменений содержимого консервов их также рекомендуют хранить при низкой положительной температуре.

Технология мясных и рыбных пресервов предусматривает только их пастеризацию, при которой погибает вегетативная микрофлора, но выживает споровая. Поэтому пресервы хранят при пониженной температуре.

Биологические методы консервирования

К биотехнологическим методам обработки относят такие, при которых основной технологический эффект достигается в результате биологических и биохимических изменений продукта, вызванных направленным биологическим воздействием.

Биотехнологические методы консервирования — это наиболее простые и доступные методы обработки пищевых продуктов, широко распространенные в промышленности и используемые в домашних условиях.

К этим методам относят квашение капусты, соление огурцов, томатов, арбузов, перца, баклажанов, чеснока и других овощей; мочение яблок; маринование грибов и овощей; сбраживание винограда; брожение пивного сусла; сквашивание молока; посол мяса и многие другие способы обработки, основанные на способности определенных видов микроорганизмов подавлять так называемую банальную микрофлору (к которой относят все виды микроорганизмов, обычно содержащиеся в продукте и на его поверхности).

Действие полезной микрофлоры (к ней относят те виды микроорганизмов, которые или специально культивируют в продукте или создают условия для их преимущественного развития) является типичным проявлением ценобиоза.

Угнетающее действие полезной микрофлоры может быть следствием непосредственного ее антагонизма по отношению к другой, например, путем выделения конечных продуктов обмена веществ, угнетающе действующих на другую микрофлору, или следствием изменения среды жизнедеятельности в продукте, при которой развитие ее сильно замедляется или даже полностью подавляется.

Большинство биотехнологических методов консервирования плодов и овощей основано на культивировании молочнокислых бактерий, продуктом жизнедеятельности которых является молочная кислота. Накопление ее в продукте приводит к сдвигу реакции среды в кислую сторону, то есть в условия, при которых деятельность большинства видов банальной микрофлоры сильно тормозится. Кроме того, молочная кислота непосредственно воздействует на многие виды микроорганизмов и является естественным консервантом.

Существенное влияние на жизнедеятельность банальной микрофлоры оказывает большое осмотическое давление солевых растворов. Рост многих спорообразующих и неспорообразующих аэробных бактерий и некоторых спорообразующих анаэробных бактерий сильно тормозится уже при небольшой концентрации хлористого натрия, при этом практически не проявляется его действие на молочную микрофлору.

В производстве молочнокислых продуктов также используется преимущественно молочнокислая микрофлора, отдельные виды которой, например ацидофильная палочка, являются исключительно сильными антагонистами по отношению к большинству других бактерий.

При изготовлении некоторых видов молочных продуктов (кумыс, кефир, шубат) используют совместное молочнокислое и дрожжевое или спиртовое брожение. В производстве мясных продуктов вместе с молочнокислой используют денитрифицирующую микрофлору. Денитрифицирующая микрофлора является сильным антагонистом по отношению к гнилостной микрофлоре, участвует в превращениях нитрита, что способствует образованию окраски соленого мяса и, вероятно, участвует в образовании ветчинного аромата.

В производстве спиртосодержащих продуктов используют брожение дрожжей. Образующийся спирт тормозит развитие других микроорганизмов, как, впрочем, и развитие самих дрожжей, но только после достижения определенной концентрации.

Еще сравнительно недавно в пищевых производствах, на предприятиях торговли и общественного питания заквашивание овощей было одним из основных способов их длительного сохранения (как и в настоящее время в домашних условиях).

Однако по мере развития холодильной техники и насыщения промышленности холодильными емкостями метод консервирования в промышленных условиях все больше уходит на второй план. Тем не менее заквашивание и посол остаются широко распространенными методами, так как при этом получают продукты с качественно новыми вкусовыми свойствами.

Микробное брожение может быть естественным или направленным. В первом случае процесс — брожения развивается от естественного обсеменения микроорганизмами перерабатываемых продуктов. При создании соответствующих условий (добавлении посолочных веществ, измельчении, поддержании температуры, оптимальной для развития полезной микрофлоры) в продукте происходит быстрое развитие микрофлоры. Рост полезной микрофлоры подавляет развитие других микроорганизмов.

При направленном развитии микрофлоры механизм брожения такой же, как и при естественном, но, так как на начальной стадии вводится большое количество микробов определенного штамма (так называемые стартовые культуры, или закваски), процесс идет быстрее, снижается вероятность развития побочных процессов. Как правило, продукты, изготовленные с использованием стартовых культур микроорганизмов, имеют более высокие вкусовые качества.

Биотехнологические методы консервирования плодов и овощей

Большинство биотехнологических методов консервирования плодов и овощей основано на сбраживании сахаров молочнокислыми бактериями.

В зависимости от вида перерабатываемого сырья процесс молочнокислого брожения называют засолом (огурцы, томаты, арбузы), квашением (капуста), мочением (яблоки).

Молочнокислое брожение овощей вызывается бактериями видов Leuconostoc mesenteroid. es, Lactobacillus brevis, Pediococcus cerevisiae и Lactobacillus plantarum. Направление процесса брожения регулируется условиями среды, количеством и видом микроорганизмов, санитарными условиями, концентрацией соли, температурой, хорошим покрытием поверхности бродящего продукта.

При резке овощей разрезанная поверхность покрывается клеточным соком и тем самым создаются хорошие условия для развития, например, Leuconostoc mesenteroides. Эти формы продуцируют CO2J молочную кислоту, уксусную кислоту и этиловый спирт, которые быстро понижают рН, чем ингибируются нежелательные микроорганизмы и активность ферментов, которые размягчали бы овощи. СО2 вытесняет воздух из овощей и создает анаэробные условия, которые стабилизируют аскорбиновую кислоту и естественный цвет овощей.

Эти микроорганизмы превращают лишние сахара в манитол и декстран — соединения, которые не могут сбраживаться другими микроорганизмами, за исключением молочнокислых бактерий. У манитола и декстрана отсутствуют свободные альдегидные и кетогруппы, которые реагировали бы с аминокислотами и вызывали бы потемнение продукта.

Поваренная соль оказывает избирательное подавляющее действие на развитие микроорганизмов. В рассоле и соленых продуктах растут преимущественно молочнокислые бактерии, продуктом обмена которых являются молочная кислота, несколько видов дрожжей (особенно Debaryomyces s. p.) и многочисленные виды плесени.

Рост многих спорообразующих и неспорообразующих аэробных бактерий и некоторых видов анаэробных бактерий при определенных концентрациях хлористого натрия довольно сильно задерживается.

Помимо концентрации соли на развитие микроорганизмов сильное влияние оказывает температура и реакция среды (величина рН). Последняя, в свою очередь, сильно зависит от начальных условий процесса брожения, то есть от бактериальной обсемененности продукта и рассола, температуры, концентрации соли.

При сильной бактериальной обсемененности продукта (например, при посоле сырья, долго хранившегося в неудовлетворительных условиях) рост полезной микрофлоры может тормозиться быстрым развитием неблагоприятных бактерий (например, гнилостных) и привести к нарушению естественного процесса брожения.

При этом не происходит достаточного образования молочной кислоты. Реакция среды остается близкой к нейтральной (при которой хорошо растут гнилостные бактерии). Продукт может быстро испортиться.

То же может произойти при нарушении температурного режима брожения и изменении концентрации соли и Сахаров как питательных веществ микроорганизмов.

Поэтому общим условием нормального развития процесса брожения является создание в первую очередь благоприятных условий для роста полезной микрофлоры. И как следствие ее развития, в продукте произойдет накопление молочной кислоты, сдвиг рН в кислую сторону, создадутся условия для подавления нежелательной микрофлоры.

Следует указать, что микроорганизмы, наиболее интенсивно растущие в рассолах, не вырабатывают заметных количеств внеклеточных ферментов.

Действие тканевых ферментов в условиях брожения очень ослаблено за счет низкого рН, пониженной температуры, высокой концентрации соли. Поэтому в процессе посола и последующего хранения существенного изменения структуры продукта не происходит.

Накопление молочной кислоты сдерживает развитие многих видов микроорганизмов, а после достижения определенных значений рН приостанавливается развитие и самих молочнокислых бактерий. Накопление молочной кислоты в продукте, а также содержание и состав других продуктов брожения зависят от состава и активности микроорганизмов. Содержание молочной кислоты обычно достигает 0,7−2,5%.

Молочнокислое брожение плодов и овощей обычно сопровождается деятельностью дрожжей, особенно при мочении плодов, содержащих большое количество сахаров, то есть основного субстрата брожения.

Содержание этилового спирта в продукте может достигать десятых долей процента. Кроме этилового спирта, в продуктах в очень небольших количествах накапливаются изобутиловый, изоамиловый спирты и другие продукты. Полагают, что они оказывают влияние на вкусовые качества квашеных (соленых, моченых) продуктов.

Существенное влияние на процесс брожения оказывает контакт с воздухом. Большинство молочнокислых бактерий является факультативными анаэробами, тогда как многие микроорганизмы, вызывающие порчу продукта, хорошо растут при наличии кислорода, то есть являются аэробами.

В присутствии воздуха становится заметным уксуснокислое брожение, в результате которого спирт окисляется в уксусную кислоту. При этом в продукте накапливаются летучие кислоты — уксусная, муравьиная, пропионовая, которые заметно ухудшают вкус продукта.

Квашение капусты

Квашением принято называть такой процесс обработки овощей и плодов, при котором в результате действия молочнокислых бактерий имеющийся в сырье сахар сбраживается в молочную кислоту.

Накапливающаяся в процессе брожения молочная кислота предохраняет продукт от порчи.

При квашении необходимо создать такие условия, при которых молочнокислые бактерии получили бы свободный доступ к сахаристому соку, находящемуся в клетках растительного сырья. Поэтому к подлежащим квашению овощам добавляют поваренную соль в сухом виде (при квашении капусты), чтобы вызвать плазмолиз клеток и осмотическое отсасывание из них сока. При этом капуста покрывается соком, в котором начинают быстро размножаться и сбраживать сахар молочнокислые бактерии. Соль нужна и как вкусовое средство. Она оказывает также некоторое консервирующее действие.

Для квашения используют капусту, выдержанную в течение 1−2 суток после уборки. Кочаны капусты рубят, добавляют морковь, соль в количестве 1,5−2,5 кг на 100 кг капусты, перемешивают и выдерживают при температуре 16−20°С 8−12 дней. При быстром брожении (при температуре около 30°С) капуста перекисает; при медленном брожении (около 10°С) ухудшается вкус капусты.

После 8−12 дней брожения в зависимости от температуры, концентрации соли и начальной бактериальной обсе-мененности капусты содержание молочной кислоты достигает 1,5−2% и процесс квашения в основном заканчивается.

При плохом перемешивании, наличии воздушных карманов, неравномерном распределении соли или повышенной температуре консистенция квашеной капусты может стать мягкой в результате роста нежелательных микроорганизмов.

Капусту стабильно хорошего качества получают при использовании чистых культур молочнокислых бактерий, например, штамма Lactobacillus, выпускаемого микробиологической лабораторией ВИР (г. Санкт-Петербург). Закваску разводят в кипяченой холодной воде (0,5 л закваски разводят в 10 л воды на 5 т капусты).

Технология брожения при использовании заквасок не изменяется.

Соление огурцов

Технология посола огурцов во многом напоминает квашение капусты. Для соления используют огурцы сразу после сбора урожая (не допускается хранить огурцы более суток).

Для соления мелких огурцов при последующем хранении при температуре около 6 °C используют рассол 5−6% -й концентрации, для крупных огурцов и при повышенной температуре хранения (в подвале) применяют рассол 7−9% -й Концентрации.

При посоле огурцов применяют пряности: укроп, хрен, Чеснок, перец стручковый горький, эстрагон, листья петрушки, сельдерея, черной смородины и другие.

Обычно огурцы солят в неохлаждаемых помещениях при относительно высокой температуре воздуха (16−20°С). При этих условиях в продукте накапливается 0,3−0,4% молочной кислоты и процесс брожения заканчивается за 1−2 суток. Преобладающим микроорганизмом является Lactobacillus plantarum.

После окончания процесса брожения огурцы следует охладить. Условия хранения соленых огурцов во многом определяют их качество, так как при хранении продолжаются, хотя и замедленно, микробиологические процессы, продолжается накопление молочной кислоты, сахар постепенно расходуется на брожение.

Большое значение имеет начальное брожение, которое преимущественно должно быть молочнокислым, со слабым спиртовым запахом, а продолжаться как можно медленнее. Это достигается при низкой температуре (около 0°С) и анаэробных условиях.

При слишком высокой температуре начального брожения (выше 20−25°С) и последующего хранения (выше 5−8°С) огурцы перекисают, мякоть становится мягкой, в плодах образуются ацетаты, рассол мутнеет и часто ослизняется.

Маринование, спиртование и спиртовое брожение

Эти методы консервирования основаны на невозможности большинства микроорганизмов, особенно гнилостных, вызывающих порчу плодов и овощей, развития в кислой среде или в среде, содержащей спирт.

При изготовлении маринадов подготовленные плоды и овощи заливают раствором уксусной кислоты, содержащим сахар и соль (бывают маринады на основе молочной кислоты).

Основным консервирующим началом при этом является уксусная кислота, содержание которой в различных маринадах колеблется от 0,6 до 1,2%.

Эти небольшие концентрации уксусной кислоты не могут полностью воспрепятствовать развитию плесеней, уксуснокислых бактерий и других микроорганизмов, вызывающих порчу плодов и овощей, поэтому маринование само по себе не может сохранить продукт надолго.

Для увеличения срока хранения маринованные продукты фасуют в герметично укупориваемую тару и пастеризуют (или хранят при пониженных температурах).

При этом изменяется сам принцип консервирования, который в таком случае сводится уже не к анабиозу микробов, вызванному действием кислоты, а к уничтожению микробов с помощью высокой. температуры.

Спиртование применяется как метод консервирования плодовых соков. Спирт, однако, не обладает сильным консервирующим действием, и для того чтобы предохранить пищевой продукт от порчи, требуются довольно большие концентрации его. Так, дрожжи полностью прекращают свою жизнедеятельность при содержании спирта в среде не менее 16%.

Образующийся спирт предохраняет продукт от порчи. Таким образом, в отличие от спиртования консервирующее начало не вносится извне, а образуется из «недр» пищевого продукта с помощью биохимического процесса — спиртового брожения.

Биотехнологические методы консервирования продуктов животного происхождения

Посол мяса

Под посолом понимают обработку мяса поваренной солью и выдержку его в течение времени, достаточного для равномерного распределения соли и завершения процессов в нем, которые придают мясу или мясопродукту желательные свойства.

Посол мяса, или правильное созревание мяса в посоле, является своеобразным, исключительно специфичным методом обработки мяса.

В мясной промышленности созреванию в посоле подвергают мясо при изготовлении колбасных и ветчинных изделий, а также некоторых видов консервов. Особенностью является то, что посол осуществляют посолочной смесью, в состав которой, кроме поваренной соли, сахара-песка входит нитрит натрия или калия.

Посол с нитритом и последующая выдержка (созревание) мяса в посоле являются наиболее характерным для технологии колбасных и ветчинных изделий.

Нитрит оказывает выраженное бактерицидное действие на большинство видов микроорганизмов, обычно встречающихся на мясе, в том числе на энтеробактерии, сальмонеллы, кишечную палочку и даже спорообразующую микрофлору.

Еще большее влияние добавление нитрита оказывает на аромат и вкус мясных продуктов. Во время созревания в посоле в мясе развивается тонкий своеобразный аромат и вкус, оно становится нежным и сочным. При варке такого мяса, особенно после его созревания в посоле, развивается специфический сильный вкус вареного мяса.

Под действием нитрита цвет мяса становится более насыщенным.

Во время созревания мяса в посоле заметно изменяются в лучшую сторону и объективные показатели качества: рН сдвигается в сторону от изоэлектрической точки белков, повышается набухаемость тканей, увеличивается водосвязующая способность мяса.

Все это приводит к увеличению выхода готового продукта, то есть к снижению расхода сырья на выработку единицы готового продукта, следовательно, к улучшению экономических показателей.

Очевидно, что изменение физико-химических свойств мяса во время созревания является результатом взаимодействия посолочных веществ с его составными частями, а изменение органолептических показателей продукта, кроме того, и результатом изменения собственно составных частей мяса, и действия определенной микрофлоры.

Так же как и при обычном созревании мяса, изменение его вкусовых свойств во время созревания в посоле в первую очередь вызывается действием катепсинов, активность которых под действием поваренной соли значительно усиливается.

При созревании в посоле на образование вкуса и аромата соленого мяса существенное влияние оказывает действие микрофлоры, состав которой в мясе после его посола с нитритом сильно меняется.

Развивающаяся при этом денитрифицирующая микрофлора способствует развитию красной окраски мяса.

Влияние денитрифицирующей микрофлоры на развитие окраски мяса связывают с обратным восстановлением нитрата, который образуется при его окислении сразу после добавления к мясу.

Если рассматривать динамику изменения свойств мяса во время созревания в посоле, то очевидно, что эти процессы будут протекать тем быстрее, чем скорее будет обеспечено перераспределение посолочных веществ по объему продукта, тем скорее мясо просолится.

Физико-химические процессы развиваются в результате взаимодействия посолочных веществ с составными частями мяса, поваренная соль активирует действие катепсинов, и чем скорее она будет распределена по объему продукта, тем большее количество их будет активировано, и в полном объеме произойдет взаимодействие посолочных веществ с составными частями мяса, при этом будет быстрее обеспечиваться изменение состава микрофлоры в заданном направлении.

В процессе посола мяса происходит перераспределение соли и воды. Так, в момент соприкосновения рассола с поверхностью продукта между ним и рассолом возникает обменная диффузия, которая приводит к перераспределению соли, воды и растворимых составных частей продукта между ними.

Этот процесс является наиболее важным, так как от количества соли зависит вкус и устойчивость продукта к действию микроорганизмов. Количество воды в продукте определяет его выход и консистенцию, а также концентрацию соли в тканевой жидкости, следовательно, и устойчивость к воздействию микроорганизмов.

Переход растворимых составных частей продукта в рассол имеет отрицательное значение, так как продукт теряет некоторое количество ценных веществ.

При посоле парного мяса количество прочно связанной влаги несколько больше, чем при посоле охлажденного. Увеличение доли прочно связанной влаги способствует повышению выходов и улучшению консистенции после варки, так как продукт лучше удерживает влагу.

Сокращение пути проникновения соли можно обеспечить двумя способами: введением рассола непосредственно в мышечную ткань шприцеванием и уменьшением размеров кусков мяса, используемых для посола. Оба способа широко применяются в промышленности.

Распределение посолочных веществ по объему мяса после шприцевания рассола в мышечную ткань проходит в две стадии.

На первой стадии образуется начальная зона накопления рассола, которую называют объемным центром диффузии.

На второй стадии посолочные вещества из объемного центра диффузии диффундируют в окружающую среду, то есть по объему продукта.

Сразу после шприцевания в мясе рассол располагается в межволоконном пространстве, а затем постепенно и сравнительно медленно диффундирует в мышечные волокна до выравнивания концентрации посолочных веществ в мио-фибриллах и межволоконном пространстве.

При относительном распределении посолочных веществ по всему объему мышечной ткани локальное распределение посолочных веществ, то есть их содержание в межволоконном пространстве и внутри мышечного волокна, может существенно различаться из-за препятствия сарколеммы проникновению посолочных веществ.

Соленые изделия из бледного водянистого мяса, которое имеет большее значение коэффициента диффузии, оказываются пересоленными, а соленые изделия той же партии, но из темного липкого мяса остаются плохо просоленными.

По этой причине в практике изготовления соленых изделий необходим обязательный контроль качества мяса, используемого для изготовления соленых изделий.

Но развитие вкуса и аромата мяса, а также других положительных процессов может быть полным только при взаимодействии посолочных веществ с внутриклеточными соединениями мяса, содержащимися внутри миофибрилл. Поэтому и продолжительность созревания мяса в посоле будет в значительной степени определяться временем, достаточным для полного перераспределения посолочных веществ, в том числе и внутри мышечного волокна.

Такое ускорение перераспределения посолочных веществ достигается при механическом воздействии на мышечную ткань.

Способы посола

В промышленной практике используют три способа посола: сухой, мокрый и смешанный (комбинированный).

Сухой способ посола заключается в том, что продукт (мясо) натирают сухой посолочной смесью с последующим пересыпанием его солью во время укладки в штабеля (посол шпика), или мясо, предназначенное для изготовления колбас, перемешивают с солью в мешалке, а затем укладывают в тару и выдерживают определенное время. Особенностью сухого посола является то, что обрабатываемый продукт (мясо, шпик или другой мясопродукт) в той или иной степени подвергается обезвоживанию ткани.

Сухим способом посола пользуются, когда необходимо хранить продукт длительное время, то есть он пригоден для консервирования.

Однако этот способ не лишен недостатков. Продукт получается чрезмерно соленым и жестким, а соль распределяется неравномерно. При посоле жирных частей туши (шпик, грудной бекон), которые содержат мало влаги (5 — 14%), рассол не выделяется.

Если образующийся рассол не удаляют, то масса продукта в конце посола возрастает, а при его удалении (как это происходит при посоле на решетках или в штабелях) масса уменьшается.

Мокрый способ посола — посол рассолом, который дает возможность получить продукт с любым содержанием соли при наиболее равномерном ее распределении.

Меньшее соотношение в рассоле может повысить концентрацию белков и значительно уменьшить концентрацию соли, то есть создать благоприятные условия для развития нежелательных микроорганизмов.

Повышение относительного содержания рассола больше оптимального существенно замедляет рост полезной микрофлоры.

Комбинированные способы посола используют при изготовлении ветчинных изделий, когда вначале куски мяса натирают посолочной смесью (особенно тщательно в суставах), а затем заливают рассолом.

В посолочную смесь добавляют сахар (до 30% к массе соли), который заметно усиливает запах соленого мяса, улучшает его окраску, способствует повышению его нежности и сочности.

Очевидно, развитию окраски, запаха и вкуса мяса при этом способствует действие денитрифицирующей микрофлоры, которая при этих условиях быстро развивается и оказывает выраженное действие на улучшение цвета, запаха и вкуса.

При изготовлении свежего рассола к нему желательно добавлять 10−20% употреблявшегося при посоле «здорового старого». Это позволяет уменьшить потери массы мяса от диффузии белковых веществ, быстрее стабилизировать оптимальную величину рН, окислительно-восстановительный потенциал рассола и качественный и количественный состав микрофлоры, так как вместе со старым рассолом вносятся полезные «посолочные» микроорганизмы, принимающие участие в образовании запаха и вкуса соленого мяса.

Для приготовления ветчинных изделий лучше использовать охлажденное мясо, так как применение мороженого мяса может привести к большим потерям массы при варке и образованию сухого продукта с жесткой консистенцией.

Посол рыбы

Посол рыбы широко используется как способ предварительного консервирования. Рыбу солят при ее обработке копчением, вялением и другими способами.

На сегодняшний день посол — лучший способ консервирования рыбы на период ее транспортировки и хранения до последующей обработки.

Некоторые виды рыбы, особенно сельдевые и лососевые, при посоле приобретают уникальные вкусовые качества. Поваренная соль угнетает жизнедеятельность микроорганизмов и в той или иной мере инактивирует тканевые ферменты мяса рыбы, за исключением липолитических.

Липолитические ферменты вызывают гидролитический распад жира. Образующиеся при этом продукты оказывают существенное влияние на вкус и аромат соленой рыбы.

Следует указать, что действие липолитических ферментов в благоприятном направлении протекает в анаэробных условиях. В анаэробных условиях продукты гидролитического распада жира сравнительно быстро прогоркают, когда окисление сопровождается главным образом накоплением низкомолекулярных продуктов распада, что является одной из причин образования дефекта рыбы — «ржавчины» .

Механизм посола рыбы в общих чертах такой же, как и мяса сельскохозяйственных животных, хотя и имеет существенные особенности, обусловленные различиями этого сырья.

Наибольшее влияние на технологию посола оказывают следующие особенности рыбы. Во-первых, физические размеры тушки рыбы обычно много меньше кусков мяса (или частей туш), подвергаемых посолу. Поэтому распределение соли по объему тушки происходит быстрее, достигая концентрации соли, достаточной для угнетения жизнедеятельности микрофлоры. Как следствие этого, вкусовые качества развиваются главным образом благодаря ферментативным и биохимическим реакциям и в меньшей степени под действием микроорганизмов (сравните с действием молочнокислой и денитрифицирующей микрофлоры при посоле мяса).

Для крупной рыбы используется техника, при которой обеспечивается влияние преимущественно ферментативных процессов (подробнее — ниже).

Структурно-механические свойства мяса свежей рыбы обычно вполне отвечают потребительскому вкусу человека. Поэтому при изготовлении слабосоленой рыбной продукции не нужно применять такие методы обработки, которые во многих случаях для мясных продуктов являются необходимыми (такие, как измельчение, механическая обработка, тепловая обработка). Например, при производстве соленой рыбы обычно не предусматривают тепловую обработку, что в свою очередь исключает потери воды при нагреве.

Свежее мясо рыбы имеет слабые, неинтересные аромат и вкус, так что ферментативные процессы имеют исключительное влияние на образование вкусовых качеств соленой рыбы.

Напротив, говядина, баранина или свинина при варке (или жаренье) приобретают очень сильные запах и вкус, которые во время созревания в посоле (точнее, при использовании при посоле мяса нитрита) значительно ослабевают, запах и вкус становятся более тонкими, приемлемыми.

Наконец, собственные ферменты мышечной ткани рыбы (катепсины) обладают исключительно сильной ферментативной активностью, так что они в сравнительно короткий срок обеспечивают изменение консистенции и вкусовых свойств рыбы. Некоторые виды рыб обладают таким активным комплексом пептидгидролаз, что довольно быстро гидролизуют мышечную ткань вплоть до превращения в массу мажущейся консистенции.

В рыбной промышленности процесс посола принято делить на три периода:

проникновение соли в поверхностные слои рыбы при контакте ее с солью или солевым раствором;

просаливание, при котором происходит перераспределение соли по объему продукта;

созревание, при котором формируются вкус, аромат и консистенция соленого продукта.

Процесс просаливания тесно связан с переносом воды, который сопровождается значительным изменением массы рыбы. Полагают, что он имеет сложный характер, в котором наряду с осмотическими силами заметное влияние оказывают электростатические взаимодействия воды.

Применяемые в промышленной практике способы посола можно классифицировать:

По способам образования системы рыба-соль-рассол на сухой, мокрый (тузлучный), смешанный.

По концентрации соли в мышечном соке к периоду завершения процесса просаливания рыбы — насыщенный (крепкий), ненасыщенный (слабый, средний).

По температуре просаливания — теплый, охлажденный, холодный.

По степени завершенности процесса просаливания — законченный, прерванный.

Сухой посол применяют преимущественно для мелкой рыбы, имеющей достаточно воды в поверхностных слоях для образования тузлука, и быстро просаливающейся.

Мокрый посол, при котором рыбу погружают в насыщенный раствор соли (тузлук), также используют для посола мелких рыб, просаливание которых не требует много времени и возможно без охлаждения огромной массы тузлука.

Смешанный посол применяют для системы рыба — соль-рассол с самого начала процесса, так как при этом способе обваленную в соль рыбу помещают в емкость с раствором соли.

Преимущество смешанного посола рыбы особенно очевидно при обработке жирных сортов, при посоле которых сухим способом выделения влаги недостаточно для погружения всей рыбы в рассол, что задерживает просаливание ее верхних слоев в емкости.

Теплый посол (при температуре 5 °C и выше) можно использовать для мелкой рыбы и разделанных тощих рыб. Солить этим способом крупную или жирную рыбу рискованно из-за возможной микробиологической порчи.

При охлажденном посоле (температура системы рыба-тузлук не выше 5 °C и не ниже криоскопической точки для свежей рыбы) консервирующая концентрация соли в мышечном соке достигается раньше, чем наступает порча рыбного сырья. Этим способом солят рыбу среднего и крупного размера с повышенным содержанием жира.

При холодном посоле рыбу сначала — замораживают до температуры — 2 — 4 °C, затем обрабатывают смешанным или сухим посолом.

При таком посоле практически полностью затормаживаются автолитические изменения в мясе рыбы во время просаливания, так как она находится в замороженном состоянии.

Холодным посолом обрабатывают очень крупную жирную рыбу и некоторых рыб океанического промысла.

При законченном посоле концентрация соли в тузлуке и мышечном соке рыбы практически выравнивается. Этот способ применяют при производстве слабосоленой продукции с точно заданным содержанием соли, что практически невозможно получить при посоле прерванным способом.

Однако здесь следует учитывать медленную скорость просаливания рыбы и, как следствие, необходимость поддержания пониженной температуры.

Прерванный посол широко применяют при производстве соленого полуфабриката на промысловых судах, не имеющих условий для холодильной обработки сырья.

Благодаря использованию повышенного количества соли обеспечивается максимальная скорость просаливания рыбы в первый период после посола. При этом следует учитывать неравномерность концентрации соли в разных участках мышечной ткани рыбы в период прерывания посола.

Процесс созревания рыбы в посоле сопровождается сложными физико-химическими изменениями. При этом имеет место массоперенос посолочных веществ в мышечную ткань рыбы, составных частей мяса рыбы (в первую очередь воды, азотистых и минеральных веществ, углеводов, витаминов и других) в рассол.

Во время созревания изменяются белковые вещества и липиды, в мышечной ткани накапливаются соединения, обусловливающие запах и вкус соленых продуктов, заметно меняются структурно-механические свойства соленой рыбы.

Существенное влияние на вкусовые качества оказывает изменение белков. Под действием тканевых пептидгидролаз (катепсинов), а также пептидгидролаз внутренних органов происходит в той или иной степени гидролиз белковых веществ с образованием пептидов с различной молекулярной массой и свободных аминокислот.

Известно, что пептиды и аминокислоты обладают буферными свойствами, то есть способностью противостоять изменению реакции среды (рН) при добавлении кислоты или щелочи.

При небольших дозировках соли в начальный период просаливания рыбы происходит увеличение показателя буферности. В этот период, который в зависимости от вида рыбы и дозировки соли составляет 5−13 ч, происходят максимальные потери ее массы, а процесс накопления веществ, характеризующих созревание, опережает диффузию их в тузлук.

Пожалуй, наиболее важным следствием созревания рыбы в посоле является образование специфически приятных вкуса и аромата.

Очевидно, что здесь участвуют продукты гидролиза белков и липидов и продукты их взаимодействия. Однако конкретный механизм образования вкусовых качеств соленой рыбы (как, впрочем, и мяса) пока не ясен.

Большое распространение в теории созревания получила ферментативная гипотеза, в соответствии с которой его рассматривают как комплексный процесс, происходящий под влиянием ферментов тканей пищеварительного тракта рыбы (непотрошеная рыба созревает заметно быстрее), микроорганизмов и условий среды, в которой находятся рыба и эти ферменты.

Полагают, что под действием этих ферментов гидролизуются белки, липиды, углеводы. Продукты гидролиза являются хорошей средой для развития микроорганизмов, попадающих с солью и с поверхности рыбы.

Продукты метаболизма микроорганизмов участвуют в процессах дальнейшего превращения продуктов гидролиза белков, липидов и углеводов рыб.

Накопленные в последние годы экспериментальные данные в общем подтверждают ферментативную природу созревания рыбы, но при этом выделяют исключительное влияние на динамику процесса особенностей строения мышечной ткани, состава белковых веществ различных видов рыб в процессе их гидролиза комплексом пептидгидролаз.

Происходящие при созревании рыбы биохимические процессы вызывают изменение структурно-механических свойств мышечной ткани. При просаливании происходит упрочнение структуры мяса, связанное как с изменением состава рыбы и повышением содержания плотных веществ, так и с нарушением равновесия между жидкими и твердообразными структурами.

Можно предположить, что видовые отличия состава продуктов гидролиза белковых веществ рыб при созревании обусловливают разнообразие вкуса, запаха и консистенции продуктов из различных видов рыб.

Сквашивание молока

Процесс сквашивания молока используется в производстве кисломолочных продуктов, творога, сливочного масла, сыра. В молочной промышленности собственно процесс сквашивания молока не рассматривается как метод консервирования, хотя продукты, изготовленные с его использованием, более устойчивы по отношению к действию посторонней микрофлоры, чем свежее молоко.

Однако основным назначением производства продуктов из пастеризованного, стерилизованного или топленого молока путем сквашивания его заквасками чистых молочнокислых культур является получение продуктов с новыми вкусовыми качествами.

Тем не менее рассмотрение процесса сквашивания, характер которого в общих чертах подобен уже рассмотренным нами процессам биотехнологических методов консервирования, целесообразно рассмотреть именно в настоящем разделе.

Основным отличием процесса сквашивания молока от консервирования овощей, посола мяса и рыбы является то, что процесс сквашивания молока проходит в естественной среде, то есть без применения поваренной соли, а собственно сквашивание осуществляется введением' заквасок чистых культур молочнокислых бактерий и созданием соответствующих условий для их быстрого развития в продукте.

Различают два вида брожения во время сквашивания: только молочнокислое; смешанное — молочнокислое и спиртовое. При молочнокислом брожении, которое используют для изготовления простокваши, ацидофильного молока, йогурта и так далее., на молочный сахар воздействует фермент лактаза (Р-галактозидаза), выделяемая молочнокислыми бактериями.

На первой стадии брожения лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу, из которых в результате последующих ферментных превращений образуется молочная кислота, обладающая консервирующим действием.

В результате побочных процессов молочнокислого брожения из лактозы образуются некоторые летучие кислоты, углекислый газ и другие. Под действием ароматообразующих бактерий молочный сахар разлагается с образованием диацетила и ацетоина, которые придают продукту специфический запах.

При смешанном брожении превращения лактозы вызываются действием молочнокислых бактерий и молочных дрожжей. На первой стадии брожения лактоза, так же как и при молочнокислом брожении, расщепляется на глюкозу и галактозу, из которых образуется пировиноградная кислота.

Под действием ферментов молочнокислых бактерий часть пировиноградной кислоты восстанавливается до молочной, а другая часть под действием ферментов молочных дрожжей расщепляется на уксусный альдегид и углекислый газ. Уксусный альдегид затем восстанавливается в этиловый спирт.

Молочная кислота, которая образуется в результате молочнокислого и смешанного брожения, взаимодействует с казеинаткальцийфосфатным комплексом молока, связывая кальций и освобождая казеин, который в кислой среде (следствие образования молочной кислоты) коагулирует, образуя сгусток.

Сквашивание и последующее созревание сквашенного молока сопровождаются биохимическими процессами, в результате которых молоко приобретает ряд полезных свойств. Белки молока при сквашивании из-за частичной пептонизации разлагаются на более простые, легкоусвояемые вещества. Молочная кислота, спирт и углекислый газ, образующиеся при брожении, усиливают секреторную деятельность желудочно-кишечного тракта.

Кроме того, из-за высокой температуры пастеризации возрастает степень денатурации сывороточных белков, повышаются гидратационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку.

После пастеризации и гомогенизации молока, которые осуществляют для повышения однородности продукта и уменьшения капель жира, молоко быстро охлаждают до температуры сквашивания и сразу вносят закваску чистых культур, чтобы не допустить развития в нем посторонней микрофлоры.

Качество продуктов во многом зависит от качества используемой закваски. Полагают, что при использовании заквасок неудовлетворительного качества нельзя получить продукт с заданными свойствами.

Поэтому при выработке всех кисломолочных напитков, кроме кефира и кумыса, используют закваски чистых культур молочнокислых стрептококков, палочек и молочных дрожжей.

Соответственно, сквашивание молока должно проводиться при температуре, оптимальной для развития микроорганизмов, входящих в состав закваски. При сквашивании молока мезофильными бактериями температуру поддерживают в пределах 30−35°С, термофильными — 40 — 45 °C.

Продолжительность сквашивания зависит от вида вырабатываемого продукта и обычно составляет 2,5−8 ч.

Свойства образовавшегося при сквашивании сгустка молока в значительной степени зависят от температуры и кислотности: с их увеличением происходит его уплотнение. При пониженных температурах процесс образования сгустка удлиняется, и он получается менее плотным.

Температура выше оптимальной также ухудшает качество сгустка из-за его возможного синерезиса. Поэтому при сквашивании молока температуру поддерживают в жестких пределах колебания не более ±2°С. По окончании его молоко сразу охлаждают.

Молочнокислый процесс с понижением температуры ослабевает, окончательно прекращаясь при 10 °C. За период охлаждения кислотность молока достигает требуемых значений, происходит набухание белка, уменьшается количество свободной воды и уплотняется сгусток.