Сутність, стисла характеристика методів консервування

Пастеризація — це метод обробки продукції при темпера­турі від 62 до 95—98°С. В залежності від температури та трива­лості нагрівання відрізняють такі її різновиди: Тривала (нагрівання до 62—65°С, витримка при цій температурі 30 хв), Короткотермінова (t 72—76°С, витримка 15—20 с), Швидка (t 82-85°С, витримка 3—5 с) та Миттєва (t 95-98°С, без вит­римки). В окремих випадках тривала і короткотермінова пас­теризація може бути двохкратною. Після витримки при за­даній температурі продукція швидко охолоджується, зберігається 12—24 год, а потім піддається повторній пастери­зації. Такі режими дозволяють досягти більшої стійкості про­дукту при незначній руйнації біологічно активних речовин.

Пастеризація переважно використовується для продукції короткотермінового зберігання (молоко, вершки, пиво, соки, напої, солоні, квашені, мариновані продукти).

Стерилізація — Метод обробки продукції при температу­рах понад 100°С. Значення температури і тривалості обробки іежать від багатьох факторів: виду продукції, її хімічного і складу, ступеня мікробіологічного забруднення, тер­мостійкості мікрофлори, способу стерилізації тощо. Температура нагрівання може коливатися від 100 до 1500С, а тривалість від десятків секунд до двох годин. Співвідношення цих характеристик режиму обробки зазна­чається у формулі стерилізації.

Різновидами стерилізації Є асептична Та Мікрохвильова. Ці модернізовані методи значно інтенсифікують процес стерилізації, дають можливість зробити його безперервним (поточним), зменшити руйнацію поживних та біологічно актив них речовин. Асептична стерилізація Полягає в коротко­терміновій обробці продукту при підвищених температурах (в діапазоні 130-150°С) з наступним швидким охолодженням і фасуванням у стерильну тару за асептичних умов. Вона може здійснюватися в потоці, а тому використовується переважно для рідких та напіврідких продуктів.

Мікрохвильоова стерилізація Здійснюється за допомогою струму надвисоких (НВЧ) та ультрависоких частот (УВЧ). Під дією швидкої зміни полярності зовнішнього електро­магнітного поля, яке створюється такими струмами, відбу­вається рух молекул або часток речовин продукту, внаслідок чого продукт швидко розігрівається по всьому об’єму. Такій обробці піддають продукцію, попередньо розфасовану в гер­метичну тару. Метод може використовуватися для продукції різних видів і агрегатного стану. Тривалість такої обробки складає 30-200 с. За цей час температура сягає 120-130°С.

Переваги високотемпературних методів консервування:

· відносна простота, доступність та ефективність обробки;

· інактивація власних ферментів сировини та ферментів мікрофлори;

· суттєве подовження термінів зберігання продукції че­рез загибель вегетативної (а при стерилізації — і споро­вої) мікрофлори;

· підвищення засвоюваності продукту через денатурацію та гідротермічну деструкцію білків, крохмалю, пектинів тощо;

· досягнення кулінарної готовності продукції.
Недоліки цих методів:

· часткова (іноді значна) руйнація поживних та біологічно активних речовин — вітамінів, амінокислот, барвників, ароматичних речовини та ін.;

· зниження харчової цінності продукту за рахунок утво­рення меланоїдинів, карамелей та інших полімерних сполук, що погано засвоюються; необхідність індивідуального врахування впливу бага­тьох факторів при розрахунку режимів обробки для кожного виду продукції;

· необхідність поєднання цих методів з герметичним па­куванням для отримання довготривалої стійкості про­дукції при зберіганні.

Харчова та біологічна цінність пастеризованих продуктів вища, ніж у стерилізованих, але вони менш стійкі при зберіганні. Тому модернізація цих методів здійснюється у двох напрямах: підвищення стійкості пастеризованих про­дуктів та зменшення руйнівного впливу режимів стерилізації на цінність продукту. З цією метою пастеризацію поєднують з дією інших консервуючих факторів — додаванням антисеп­тиків, антибіотиків, осмотично активних речовин та ін. Змен­шення негативних наслідків стерилізації досягають різними шляхами інтенсифікації (прискорення) процесу: стерилізація в потоці, ротація та зменшення викоти банок.

На відміну від високотемпературних Методи низькотем­Пературного консервування Не інактивують ферментів та не знищують мікрофлору, а тільки створюють для них несприят­ливі умови. При підвищенні температури діяльність фер­ментів та мікроорганізмів відновлюється майже на початково­му рівні. Руйнівний вплив цих методів на склад і властивості продукції незначний і тим менший, чим "м’якше" режими об­робки. Тому така продукція майже не втрачає своїх вихідних властивостей, а відновлює їх після підвищення температури. Однак, поряд з позитивним, ця обставина має і негативний бік консервуюча дія низьких температур зберігається тільки При збереженні низькотемпературного режиму.

Охолодження Полягає в зниженні температури продукту до 0-4°С та подальшому зберіганні в цьому температурному діапазоні. При навколонульових температурах біохімічні процеси в клітинах сировини і фізіологічні процеси в клітинах мікробів значно уповільнюються. Це пояснюється сукупною дією низки факторів: правилом Ареніуса-Вант-Гофа, низькою активністю ферментів за межами температурного оп­тимуму, змінами структури та властивостей кліткових мемб­ран та ін. Особливо чутливим до зниження температури є про­цес дихання. Завдяки цим факторам втрати маси та якоаст і об’єктів консервування мінімальні.

Консервуюча дія охолодження залежить від природи си­ровини, її імунітету, швидкості охолодження та стабільності режиму зберігання. Чим вище імунітет, більше швидкість охо­лодження і стабільніше режим, тим краще і довше зберігається об’єкт. Однак деякі теплолюбні види рослинної сировини по-іребують помірного охолодження. Внаслідок різкого розба-лансування обмінних процесів при швидкому охолодженні в них спостерігається явище "температурного шоку", яке приз­водить до відмирання клітин і захворювання сировини. В за­лежності від режиму та швидкості розрізняють Повільне, при­скорене, швидке та надшвидке Охолодження.

Охолодження є найбільш ефективним короткотерміновим методом консервування. Воно максимально зберігає вихідні характеристики сировини: харчову та біологічну цінність, спо­живчі та технологічні властивості, сприяє дозріванню та іншим процесам життєдіяльності. Недоліком цього методу є відносно короткі терміни зберігання та відчутні втрати маси за рахунок випаровування вологи і дихання.

Для усунення цих недоліків при консервуванні певних видів сировини і харчової продукції використовується Пере­охолодження Або Підморожування, Які зводяться до знижен­ня температури продукції до близькокріоскопічних значень. При температурі на межі заморожування вода не крис­талізується, а тому руйнації оболонки клітин не відбувається. Проте її випаровування та активність біохімічних і мікробіологічних процесів різко знижується. Переохолоджен­ня можливе для об’єктів, які містять підвищені концентрації цукрів, солі та інших осмотично активних речовин, внаслідок чого температура замерзання клітинного соку на декілька гра­дусів (від 2 до 5) нижча нуля. До таких об’єктів відносяться високоцукристі плоди та овочі, насіннєві та кісточкові плоди зимових сортів, цибуля, часник, а також солоні або сухі про­дукти: квашені овочі, солона риба, ковбаси копчені та напівкопчені і т. ін.

Свіже м’ясо, птицю та рибу можна консервувати підморо­жуванням. При цьому методі об’єкт, охолоджують до темпера­тури 1—2°С в глибинних шарах. На поверхні такі об’єкти утво­рюють тонкий шар (1—2 см) підмороженого продукту. Три­валість зберігання в підмороженому стані подовжується в 2— 2,5 рази, а втрати маси зменшуються в 3-4 рази. Поверхня та­ких об’єктів стає досить жорсткою, що дозволяє їх штабелюва­ти як заморожені продукти. За рахунок цього покращуються показники використання тари, транспортних засобів, сховищ. Але методи переохолодження та підморожування потребують ретельного контролювання та регулювання режимів обробки, зберігання та транспортування, тому що при незначному зни­женні температури продукт повністю промерзає, а при підви­щенні — відбувається конденсація вологи і швидке псування продукту.

Заморожування Є одним з найпоширеніших методів кон­сервування. Сутність його полягає в тому, що при низьких від’ємних температурах більша частина вільної вологи про­дукту перетворюється на кригу, яка руйнує оболонки клітин. В результаті цього осмотичний тиск клітинного соку різко збільшується, а активність води і ферментів знижується. Всі ці фактори призводять до загибелі вегетативної форми мікроф­лори, однак спорові форми остаються життєздатними. Біохімічні і фізіологічні процеси знижуються до такого рівня, коли вони на протязі досить тривалого часу не впливають на зміни маси і якості. Консервуюча та руйнівна дія заморожування на продукт значною мірою залежить від режиму оброб­ки — температури та швидкості її зниження. Розрізняють повільне двохфазне, інтенсивне та швидке однофазове заморожування.

При Двохфазовому заморожуванні Продукт спочатку охо­лоджується до температури 2–40С, а потім піддається заморо­жуванню до -8°С і нижче в товщі продукту. Повільне заморо­жування супроводжується утворенням крупних кристалів льоду, які деформують, а потім розривають клітинні оболонки. Після розморожування такі продукти втрачають свою форму, пружність, а також масу за рахунок витікання клітинного со­ку. Повільне утворення льоду відбувається при розсольному, льодосоляному та природньому заморожуванні. Використан­ня штучного холоду в швидкоморозильних апаратах або каме­рах дає можливість Інтенсифікувати заморожування. Для дрібної або подрібненої продукції використовують заморожу­вання в "киплячому" шарі (флюїдизація), для крупної сирови­ни — заморожування при підвищеній циркуляції повітря.

Для Заморожування в "киплячому" Шарі через сировину продувається під тиском холодне повітря. Частинки шару пе­реходять в завислий стан, інтенсивно обмиваються потоком повітря і швидко охолоджуються до потрібної температури. Сировина залишається в розсипчастому етапі, в клітинах ут­ворюється багато дрібних кристалів льоду, вони не руйнують оболонки, тому такі продукти не втрачають сік після розморо­жування. Для швидкого охолодження та заморожування круп­ної за розміром сировини використовують спеціальні моро­зильні камери, в яких активно циркулює повітря з температу­рою від -300С і нижче.

Останнім часом стали використовувати Надшвидке замо­рожування, Яке здійснюється за допомогою зріджених газів (вуглекислоти, фреонів, повітря та азоту). При зануренні, зро­шуванні або розпорошенні рідких газів температура миттєво знижується, вода повністю заморожується у вигляді найдрібніиіих кристалів, а тому такі продукти добре зберіга ються і відновлюють майже повністю свої початкові власті) вості. Поширення цього методу стримується високою вартістю обробки.

Малопоширеними залишаються і такі нові (нетрадиційні) фізичні методи, як консервування іонізуючими та ульт­рафіолетовими випромінюваннями, ультразвуком та за допо­могою зиеплоджуючих фільтрів.

До групи Фізико-хімічних методів Консервування відно­сяться методи, що базуються на консервуючій дії зневоднення продукту та підвищеного осмотичного тиску. Першу підгрупу складають різноманітні Способи висушування (сушіння) Та концентрування. Внаслідок зменшення вмісту вологи в клітин­ному соці відбувається концентрування сухих речовин і утво­рюється підвищений осмотичний тиск. В умовах високого ос­мотичного тиску і нестачі вільної води спочатку уповільню­ються, а потім припиняються біохімічні та фізіологічні проце­си, інактивуються ферменти або суттєво знижується їх ак­тивність, відбувається відмирання мікробіальних клітин та ут­ворення спорових форм. Після такої обробки стійкість про­дукції значно підвищується. Завдяки простоті, універсаль­ності, доступності, низькій вартості та високій ефективності фізико-хімічні методи набули поширення і використовуються для консервування більшості видів продовольчої сировини як рослинного, так і тваринного походження.

Методи висушування (сушіння) Існують в багатьох різновидах. У залежності від виду сировини і способу сушіння остаточний вміст вологи в кінцевому продукті може складати від 3 до 25 %, але для більшості видів вологість становить 12-14 %. Ці методи використовують для підвищення термінів зберігання зерна, насіння, плодів, ягід, грибів, горіхів, прянощів, молока, яєць, м’яса, риби, концентратів, бульйонів, напоїв тощо.

Перевагами сушіння є те, що при висушуванні відбуваються:

♦ зменшення маси і об’єму кінцевого продукту, що здешевлює його транспортування, пакування та зберігання;

Рис. 1. Класифікація методів сушіння харчових продуктів.

· значне підвищення стійкості готового продукту до умов зберігання. Висушені продукти в сприятливих умовах можуть зберігатися роками;

· підвищення харчової цінності за рахунок концентру­вання поживних речовин і видалення вологи;

· попередження втрат маси готового продукту протягом часу зберігання.

Основними недоліками методів сушіння є такі:

· необоротна зміна початкових властивостей сировини: форми, кольору, консистенції, смаку (за виключенням вакуумного та сублімаційного сушіння);

· значна руйнація біологічно активних речовин сирови­ни: вітамінів, амінокислот, фарбувальних та ароматич­них сполук;

· висушені продукти, як правило, не готові до вживання без додаткової обробки (варіння, замочування тощо);

утворення при висушуванні меланоїдинів, карамелей, старіння колоїдів, денатурація білків, окислення жирів та інших нестійких сполук; необхідність герметичного пакування або ретельного контролю та регулювання температурно-вологісного режиму зберігання сухих продуктів.

Методи природного сушіння Поширені в південних регіонах, де влітку є можливість використати суху сонячну по­году. На освітлених сонцем місцях або у тіні температура і відносна вологість повітря достатні для швидкого висушуван­ня сировини. Тіньове сушіння На відміну від Сонячного Повільніше, але й продукція більш високої якості. Обидва різновиди теплового природного сушіння переважно викорис­товують для консервування плодоовочевої сировини, рідше для риби, м’яса та продуктів їхньої переробки. В північних регіонах у зимовий період можливе використання Методу сушіння шляхом виморожування вологи. При зберіганні замо­роженої сировини (переважно риба, м’ясо) з неї випаро­вується (сублімує) льод і сировина поступово зневоднюється. Перевагами природних методів є їх простота, висока еко­номічна ефективність, майже повна відсутність технологічно­го обладнання, задовільна якість кінцевого продукту. Недоліками є залежність від кліматичних умов, високий ризик мікробіального псування (особливо при тіньовому сушінні), значна руйнація біологічно активних речовин (вітамін С та ін.), істотні зміни кольору, можливість зараження продукції личинками комах, кліщами, жуками та іншими шкідниками.

Тому в харчових виробництвах більш поширені Методи Штучного сушіння. Більшість з них є різновидами теплового сушіння, при якому зайва волога з сировини видаляється шляхом нагрівання. В залежності від способу підведення теплоти розрізняють такі різновиди: Конвективні методи — тепло передається через повітря; Контактні методи — продукт контактує з нагрітою поверхнею; Мікрохвильові — тепло індукується електромагнітними полями; Радіаційні — тепло пере­дається ІЧ-випроміненням та інші.

Всі методи штучного висушування, на відміну від при­родних, мають більш високу продуктивність, відбуваються при керованих стабільних режимах, можуть бути використані для будь-яких видів сировини і в будь-яких географічних регіонах. Якість готового продукту піддається контролю і вона, як пра­вило, вища, ніж при природному висушуванні. Проте ці методи більш витратні, потребують спеціального обладнання.

Конвективне сушіння Здійснюється гарячим повітрям з температурою від 80 до 1200С в спеціальних установках (ша­фах, камерах, печах тощо). За час, поки температура сировини перевищить 60°С, в ній активно відбуваються біохімічні та мікробіологічні процеси. Внаслідок цього знижується цінність (харчова і біологічна) та якість. Інтенсифікація процесу нагрівання призводить до запарювання та зморщування про­дукції. Для уникнення цих недоліків повітря подається під ти­ском знизу через шар сировини. Шар розпушується, шматоч­ки сировини переходять в завислий стан, інтенсивно пе­ремішуються і висушуються. Такий різновид конвективного методу отримав назву Висушування у "киплячому" або "вібро-Киплячому" шарі. Тривалість висушування скорочується у 2— З рази, зменшуються втрати поживних і біологічно активних речовин, споживчі і технологічні властивості продукту кращі, ніж при звичайному конвективному висушуванні.

Другим поширеним методом є Контактне сушіння. При цьому способі тверда сировина розстелюється тонким шаром на нерухому або вібруючу поверхню, яка нагрівається. Для рівномірного висушування сировина періодично або безпе­рервно перемішується. У випадку рідкої сировини (молоко, яєчна сировина та ін.) вона тонкою плівкою безперервно ллється на циліндричний барабан, що повільно обертається і підігрівається зсередини. Плівка рідини швидко висихає і знімається спеціальним скребком (ножем), після чого розмслюється та просіюється. Недоліком контактного сушіння є значні зміни складу сировини через вплив високої температу­ри: меланоідиноутворення, карамелізацію, денатурацію білків, термічну деструкцію БАР та інших, втрату ароматичних речовин, барвників.

Для попередження таких змін найбільш цінні види сиро­вини (ароматичну, лікарську) висушують при знижених (не більше 500С) температурах в умовах вакууму. Продукція Ваку­Умного висушування Має підвищену харчову і біологічну цінність, майже не змінює своїх споживчих і технологічних властивостей. Найбільше збереження вихідних властивостей сировини досягається при Сублімаційному висушуванні. При цьому методі вакуумному висушуванню піддають попередньо заморожену сировину. В гіпобаричних умовах льод сублімується, а сировина зневоднюється. Вона має дрібношпаристу структуру, тому при контакті з водою відновлює свої по­чаткові властивості. Недоліком цих методів є складність об­ладнання, висока вартість обробки, висока гігроскопічність продукції.

Найбільш поширеним методом висушування рідкої сиро­пний є Розпорошувальне сушіння. Сутність цього методу полягає в тому, що рідина під тиском через форсунку або за допо­могою диску, що швидко обертається, розпорошується до дрібнокрапельного стану в камері, в якій назустріч потоку аерозолю рухається потік гарячого повітря. Крапельки рідини швидко висушуються. Завдяки високій швидкості висушування зміни складу сировини мінімальні.

Для часткового зневоднення (концентрування) Рідкої си­ровини використовують Метод згущення (упарювання, випарювання). Процес можна здійснювати нагріванням або вимо­канням. Якщо склад сировини дозволяє використовува­ти підвищені температури, згущення проводять при 1000С і (±10°С). В інших випадках згущення здійснюють під вакуумом при знижених температурах (40-60°С). Якщо ж сировина не витримує підігріву, зайву вологу з неї видаляють шляхом виморожування при t° -10 до -15°С. Лід, що утворюється, постійно видаляється. Процес згущення ведуть до досягнення заданої концентрації сухих речовин. Методи концентрування широко використовуються при виробництві концентрованих (згущених) продуктів: молока, соків, напоїв, сиропів, пюре, паст, бульйонів тощо.

Другу підгрупу фізико-хімічних методів складають мето­ди, що фунтуються на створенні високого осмотичного тиску шляхом додавання до сировини речовин, що активно зв’язу­ють вологу (головним чином цукор та кухонну сіль).

Зацукрювання, Або консервування цукром, виконується гарячим і холодним способами. При гарячому способі сирови ну уварюють в цукровому сиропі. Під час уварювання вода з сировини частково переходить в сироп, а із нього випаро­вується.

Цукор дифундує в сировину, просичує її і створює підви­щений осмотичний тиск. При холодному способі протерта си­ровина змішується з сухим цукром у співвідношенні 1:2. Цу­кор частково розчинюється в соку сировини і дифундує в клітини, створюючи необхідний для консервування рівень ос­мотичного тиску.

Метод зацукрювання широко використовується при ви­робництві фруктово-ягідних консервів, рідше — для консерву­вання деяких овочів. Перевагами цього методу є висока харчо­ва та енергетична цінність, відносні стійкість консервів при зберіганні, простота методу і технологічного обладнання, кулінарна готовність продукту. Недоліками гарячого способу є часткова руйнація БАР, зміни початкових органолептичних властивостей — форми, кольору, смаку, аромату, та не­обхідність герметичного пакування продукції для поперед­ження мікробіологічного псування. При холодному способі ферменти не інактивуються, а мікрофлора не гине. Тому така продукція потребує або охолодження, або інших способів запобігання псуванню. Проте, на відміну від гарячого, при цьому способі краще зберігаються вихідні властивості і склад сиро­вини.

Соління (посол), Як і зацукрювання, є найдавнішим, най­поширенішим і універсальним методом консервування харчо­вих продуктів. Частіше за іншу сировину цим методом консер­вують м’ясо і рибу. Як і цукор, сіль вилучає воду з сировини, а сама у вигляді розчину проникає в тканини і клітини, де й створює підвищений осмотичний тиск, несприятливий для ферментів і мікроорганізмів.

У залежності від техніки виконання соління розрізняють суХий, мокрий Та Змішаний посол. При сухому — сировина пе­ремішується з сухою сіллю, при мокрому — заливається роз­сол (або тузлук), при змішаному – спочатку додається суха сіль (пересипання сировини сіллю), а потім — заливається розсол. М’ясна та рибна сировина під час просолювання суттєво змінюється. В ній відбувається складний комплекс фізичних, хімічних, біохімічних та мікробіологічних процесів, внаслідок чого з’являються новий смак, аромат, колір. У видів сировини (деякі види риби), що здатні дозрівати, під час посолу формуються специфічні властивості (консистенція, смак та запах).

На перебіг процесів впливає склад (співвідношення вода : жир), температура, концентрація солі та інші фактори. Чим вище вміст жиру, тим повільніше просолюється сировина. Щоб запобігти її псуванню, жирну сировину солять при низь­ких температурах (від 00 до -100С). Такий посол називають Холодним. Інші види сировини солять Охолодженим (0-5°С) та Теплим (10-15°С) посолом. Якщо просолювання відбу­ться до вирівнювання концентрації солі в розсолі і продукті, посол називають Закінченим, А якщо переривають раніше — Перерваним. Так отримують слабосолону продукцію.

Література:

1. П. П. Пивоваров, Д. Ю. Прасол. Теоретичні основи технології харчових виробництв. Х.: Харківський державний університет харчування та торгівлі, 2000. – 118 с.

2. Общая технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. – М.: Колос, 1993. -384с.

3. Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н. И. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 360 с.

4. Технология пищевых производств /Поду ред. Ковалевской Л. П. – М.: Колос, 1997.-707 с.

5. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. – М.: Высш. шк. 1985, -503с.

6. Горбатова К. К. Биохимия молока и молочных продуктов. – М.: Легк. И пищ. пром-сть, 1984,-344с.

7. Кучеренко М. Е. та ін. Біохімія для вузів. – К.: Вища шк. 1995,-464с.

8. Боєчко Ф. Ф. Біологічна хімія.-К.: Вища шк. 1995, -536с.

Реферати

Реферати :

Вам буде цікаво: