Химические способы консервирования

Среди химических методов консервирования, применяемых в пищевой промышленности, наибольшее значение имеет консервирование поваренной солью, или посол. Кроме того, из химических веществ для консервирования используются уксусная кислота, антисептики, антиокислители, пряности, а также газы.

Посол. Консервирующие свойства растворов поваренной соли обусловлены действием хлористого натрия на белки, ферменты и микроорганизмы. При действии на белки ионы Na⁺ и С1^-, присоединяясь по месту пептидных связей, блокируют их, при этом белковые молекулы приобретают устойчивость к действию протеолитических ферментов. Этот эффект находится в прямой зависимости от концентрации поваренной соли в клеточном соке.

Поваренная соль угнетает и изменяет характер биохимической активности ферментов. В связи с этим протеолитические ферменты микроорганизмов в присутствии соли образуют иные продукты расщепления белков, чем при ее отсутствии. Высокие концентрации соли угнетают биохимическую активность протеолитических ферментов. Жизнедеятельность микроорганизмов сопровождается осмотическим обменом между клеткой и окружающей средой. Когда осмотическое давление раствора, окружающего микробную клетку, оказывается больше осмотического давления плазмы, возникает отток воды из плазмы (плазмолиз), в результате чего в клетке микроорганизма нарушается нормальный обмен веществ.

Многие виды микроорганизмов чувствительны к действию растворов, содержащих даже 1—3% соли. В растворах, содержащих 6—8% соли, погибают многие виды бактерий группы кишечной палочки, а также ботулинус; при 10%-ной концентрации прекращается рост большинства гнилостных палочковидных микробов, а при 15%-ной гнилостных кокков; большинство микроорганизмов, вызывающих пищевые отравления, погибают только в концентрированных растворах соли (свыше 20%). Как правило, кокки более устойчивы к повышению осмотического давления, чем палочковидные; сапрофиты менее чувствительны, чем патогенные, а наиболее устойчивы плесневые грибки. Угнетающее действие растворов поваренной соли на микроорганизмы усиливается с увеличением концентрации, а также понижением температуры и рН раствора; присутствие же солей двухвалентных металлов (Са^.., Mg^..) ослабляет это действие.

Во время посола одни виды микроорганизмов погибают (бактерицидное действие соли), другие впадают в состояние анабиоза, сохраняя жизнедеятельность в течение многих месяцев (бактериостатическое действие соли). Наконец, многочисленные виды микроорганизмов продолжают свою жизнедеятельность в среде с высоким осмотическим давлением (осмофильные микроорганизмы). Жизнедеятельность последней группы микроорганизмов вызывает биохимические процессы, прогрессирующие в процессе хранения даже при строгом соблюдении оптимальных условий. Ферменты этих микроорганизмов принимают участие в созревании (улучшении вкусовых достоинств) и старении (ухудшении качества) соленой рыбы.

Микроорганизмы, находящиеся в стадии анабиоза, проявляют жизнедеятельность только в случае нарушения условий, достигнутых при консервировании сырья (опреснение, повышение температуры) и вызывают порчу рыбы. При обработке рыбы малыми количествами соли для усиления консервирующего эффекта посол сочетают с применением охлаждения и даже подмораживания, а также с применением пищевых антисептиков (бензойнокислый натрий).

Применение уксусной кислоты. Консервирование рыбы достигается совместным действием слабых растворов поваренной соли (6—18%) и уксусной кислоты (0,3—2%). Уксусная кислота усиливает консервирующее действие поваренной соли, а поваренная соль ослабляет мацерацию мяса уксусной кисло­той. Консервирующее действие уксусной кислоты обусловлено изменениями концентрации водородных ионов и токсическим действием недиссоциированных молекул. Для жизнедеятельности подавляющего большинства микроорганизмов оптимальные значения рН лежат в пределах 6,5—7,5, поэтому снижение рН до 4,5—5,0 обусловливает гибель таких микроорганизмов. Однако есть виды микроорганизмов, способные развиваться даже при рН 2,5—4,0.

Растворы, содержащие 1—2% уксусной кислоты, тормозят развитие большинства гнилостных микроорганизмов, а при 5— 6%-ной ее концентрации отмирают почти все микробы, но споры остаются жизнеспособными. Стойки к действию растворов уксусной кислоты плесени: слабые растворы стимулируют рост плесени, а некоторые виды плесеней развиваются в растворах, содержащих даже 10% уксусной кислоты. Плесени используют уксусную кислоту как источник углерода, что ведет к уменьшению концентрации кислоты и обеспечивает возможность развития других видов микроорганизмов. Развитие плесеней на по­верхности маринадов можно предупредить путем покрытия их слоем растительного масла (исключается контакт с воздухом), а также применением герметической упаковки.

В кислой среде биохимическая активность всех протеолитических и липолитических ферментов подавляется (за исключением пепсина). Изменение активности ферментов в зависимости от рН среды связывают с изменениями ионизации ферментсубстратного комплекса.

Применение антисептиков. Ряд химических веществ обладает способностью вступать в реакцию с протоплазмой микробной клетки и оказывать при этом токсическое действие: парализуют действие ферментов и вызывают гибель микробов; более устойчивы к такому действию споры. Такие вещества называют антисептиками. Консервирующий эффект антисептика зависит от его химической природы, концентрации, температурных условий, рН среды. При концентрации антисептика ниже летальной происходит торможение, а при малых концентрациях даже стимулирование роста микроорганизмов. Повышение температуры усиливает токсичность антисептика. Однако если его концентрация незначительна, то при повышении температуры защитное действие антисептика может быть недостаточным для предохранения продуктов от порчи. Антисептики обладают избирательным действием, поэтому консервирующий эффект отдельных антисептиков зависит как от видового состава микрофлоры, так и от количества микроорганизмов.

Совершенно безвредных для человека антисептиков нет, поэтому законодательным порядком устанавливают перечень антисептиков, допустимых для использования в производстве пищевых продуктов, и их дозировку. К безусловно вредным для человека антисептикам относят, в частности, фтористоводородную кислоту и ее соли, муравьиную и салициловую кислоты, формальдегид, которые законодательством России запрещено применять при изготовлении пищевых продуктов. К условно вредным для человека антисептикам относят буру и борную кислоту, которые в России не допускается применять при изготовлении пищевых продуктов. В порядке исключения допускается применение буры при приготовлении икры в количестве не более 0,1% (в расчете на Na₂B₄О₇- 10H₂О).

Для изготовления пищевых продуктов разрешается применять уротропин, бензойную кислоту и ее натриевую соль (бензоат натрия), сорбиновую кислоту.

В пищевой промышленности антисептики применяют как средство для усиления консервирующего эффекта основного способа обработки: охлаждения сырья, слабого посола, изготовления пресервов, маринадов, соленой икры.

Применение антиокислителей. Окисление жиров является очень существенным пороком, который возникает при хранении мороженой, соленой, сушеной рыбы, рыбной муки. Окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов, обусловливается действием кислорода воздуха и окисляющих ферментов (липооксидаз).

Окисление может быть задержано применением антиокислителей, действие которых обусловливается присутствием в их молекуле лабильных водородных атомов, поэтому при образовании перекисей антиокислитель воспринимает энергию и останавливает реакцию самоокисления. Антиокислительный эффект достигается как за счет уничтожения активных перекисей, так и за счет инактивации оксидантов, содержащихся в продукте. Защитное действие антиокислителя продолжается до полного его окисления, после чего процесс окисления субстрата (жира) продолжается.

Химические вещества, стимулирующие действие антиокислителей, но не оказывающие антиокислительного действия, называют синергентами (лимонная кислота).

В качестве антиоксидантов были предложены многочисленные химические соединения, но наиболее часто применяют производные фенола (бутилоксианизол, бутилокситолуол), эфиры галловой кислоты (октилгаллат, пропилгаллат), аскорбиновую и изоаскорбиновую кислоты, их соли и эфиры (паль-митаты), токоферол (витамин Е), «коптильные» препараты, по­лучаемые из продуктов сухой перегонки древесины.

Пищевые антиоксиданты должны быть безвредными для организма человека и не ухудшающими вкусо-ароматические свойства продукта.

Применение пряностей. При изготовлении деликатесных слабосоленых рыбных продуктов с добавлением пряностей консервирующий эффект соли несколько усиливается за счет действия эфирных масел, содержащихся в пряных веществах. Токсическое действие эфирных масел различно: наиболее токсичными являются аллилизотиоцианат (из горчицы), эвгенол (из гвоздики), коричный альдегид (корица). Например, эфирное масло горчицы в концентрации 0,2% равноценно по бактерицидному действию 0,031%-ному сернистому ангидриду. По силе угнетающего действия на микроорганизмы пряности неравноценны, их можно разместить в ряд от наименее токсичных (кардамон, кориандр, мускатный орех и т.п.) до наиболее токсичных (корица, гвоздика, горчица). Однако эффективное торможение или летальное действие пряностей проявляется при относительно высоких концентрациях эфирных масел, которые лежат намного выше предела, необходимого для создания нормальных вкусовых ощущений. В связи с этим при общепринятых дозировках пряности оказывают лишь слабое бактериостатическое действие.

Газовое хранение. Изменение состава воздуха, окружающего продукт, оказывает существенное влияние на жизнедеятельность микрофлоры. Увеличение содержания в воздухе СО₂тормозит развитие аэробных микроорганизмов, но не влияет на развитие анаэробов. При содержании в воздухе 10—20% СО₂ скорость роста разных видов микроорганизмов уменьшается на 20—50%. Прекращение жизнедеятельности плесеней и бактерий наступает при содержании в воздухе 40—50% С02, однако при этом продукт приобретает неприятные органолептические свойства.

Активно тормозится деятельность плесеней и микроорганизмов озоном: при отрицательных температурах присутствие в воздухе 0,0003—0,0005% озона эффективно тормозит рост микроорганизмов, но активные окислительные свойства озона отрицательно влияют на жирные продукты, вызывая быстрое окисление жира.

Для подавления жизнедеятельности микрофлоры применяют также газообразный сернистый ангидрид и треххлористый азот. Сернистый ангидрид применяется для консервирования плодов и овощей, заготовленных в качестве полуфабриката, для последующей переработки, обеспечивающей разрушение и удаление избытка сернистого ангидрида. В свежих плодах и ягодах содержание сернистого ангидрида не должно превышать 0,15—0,2%, а в готовых изделиях—0,002—0,010%.

Дата добавления: 2013-12-12