 |
Вопрос №30 – Асептическое консервирование плодов и овощей
|
|
|
|
Существует много методов консервирования. Выбор того или иного из них зависит от вида и свойств сырья, а также от назначения готового продукта. Однако во всех случаях нужно не только сохранить сырье от порчи, но и получить продукт, обладающий высокой пищевой ценностью, обусловленной содержанием в нем биологически важных веществ (белков, жиров,углеводов, минеральных солей, витаминов). От химического состава продукта зависят его вкус, цвет, аромат, а также калорийность и усвояемость.
Асептическое консервирование
Метод заключается в том, что пищевые продукты освобождают от микроорганизмов быстрым нагреванием в потоке, охлаждают, а затем расфасовывают в стерильную тару, которую укупоривают стерильными крышками в условиях, исключающих повторное обсеменение продукта микроорганизмами. Этот прогрессивный метод применяют для консервирования томат-пасты, плодово-ягодных соков и других продуктов.
Асептическое консервирование томатной пасты
Особое место в решении проблемы преодоления сезонности и организации равномерной работы томатного производства в течение всего года отводится асептическому консервированию. Технологический процесс включает следующие этапы: санитарную обработку технологического оборудования и резервуаров для хранения пасты, подготовку стерильного воздуха, кратковременную стерилизацию и охлаждение продукта, хранение его в крупных емкостях вместимостью 20...50 м3 и фасовку в межсезонный период в потребительскую тару.
Для обеспечения асептических условий все оборудование, продуктопроводы и резервуары проходят проверку на герметичность, мойку горячей водой, стерилизацию горячим 2-3%-ным раствором каустической соды в течение 45 мин, мойку водой при 90 ±10 °C в течение 1 ч и обработку паром при 110°C не менее 2 ч. Стерильный воздух, заполняющий резервуары, получают фильтрованием окружающего воздуха через бактериологические фильтры.
|
|
|
Томатная паста температурой 46...70 °C из вакуум-выпарных установок поступает в приемный резервуар, а из него в подогреватель, где, смешиваясь с паром, нагревается до 125 ±5°C и при этой температуре выдерживается 240 с в стерилизаторе. Далее продукт поступает на предварительное охлаждение до 100 °C в атмосферный охладитель, а затем окончательно охлаждается в вакуумном охладителе до 30 ±5°C. Одновременно из продукта испаряется конденсат, внесенный при стерилизации. Вакуум создается эжекторным конденсатором и паровым эжектором.
Охлажденный продукт по стерильному трубопроводу подается в подготовленные резервуары, герметизируется и хранится при температуре не ниже 0 °C. Полуфабрикаты из резервуаров-хранилищ в асептических условиях вновь фасуют в стерильную транспортную тару и доставляют на специализированные предприятия по выпуску на их основе готовой продукции.
Томатные соусы изготавливают из свежих томатов или из концентрированных полуфабрикатов с добавлением главным образом соли, сахара и пряностей. В отдельные виды соусов добавляют овощи, яблочное пюре, муку, растительное масло, пюре из сладкого перца и лимонную кислоту.
Вопрос №31 – Физиологические и биохимические процессы в картофеле, овощах, плодах при хранении.
Дыхание плодов и овощей
Наиболее важными физиолого-биохимическими процессами, проис- ходящими при хранении плодов и овощей, являются изменение в их химическом составе и дыхание.
Изменения в химическом составе плодов и овощей. Такие изменения называют также биохимическими, так как во время хранения плодов и овощей их химический состав изменяется в результате разнообразных ферментативных превращений, в том числе дыхания.
|
|
|
Существенны изменения в содержании углеводов и других пластических веществ, расходуемых клетками в процессе их жизнедеятельности, особенно в период послеуборочного дозревания. Содержание крахмала — основного запасного вещества у большинства плодов и овощей (томатов, моркови и др.) уменьшается в результате его ферментативного осахаривания. Общее содержание сахара при этом возрастает (в период дозревания), но, достигнув определенного максимума, уровень его начинает снижаться. Количество сахарозы, протопектина, гемицеллюлоз, кислот, как правило, снижается, количество растворимого пектина увеличивается. В результате перехода части протопектина в пектин уменьшается твердость плодов. Однако скорость превращения углеводов, а также и характер их изменений зависят от видов их и сортовых особенностей плодов и овощей, условий хранения, степени зрелости и других факторов. Увеличение общего сахара в яблоках происходит не только вследствие осахаривания крахмала плодов (1,5—2% в момент съема зимних сортов), но также за счет гидролиза гемицеллюлоз, пектиновых веществ.
В хранящихся плодах и овощах существенно изменяется количество органических кислот. Как правило, общее содержание кислот в них уменьшается, но количество отдельных из них может возрастать по разным причинам.
Содержание клетчатки в плодах и овощах при хранении почти не изменяется, количество дубильных веществ в процессе дозревания и последующего хранения быстро снижается и соответственно изменяется вкус плодов.
Количество витамина С во время хранения плодов постепенно снижается, и тем быстрее, чем меньшей устойчивостью при хранении обладают плоды. Особенно сильно аскорбиновая кислота разрушается в период перезревания плодов, что связано с нарушением восстановительных процессов в тканях и доступом воздуха к клеткам.
Красящие вещества изменяются наиболее заметно в период дозревания плодов. Содержание хлорофилла в плодах, как правило, снижается, а каротиноидов увеличивается.
Процесс дыхания является основной формой взаимодействия с окружающей средой. Дыхание объективно отражает состояние плодов и овощей в данный период хранения.
|
|
|
Биологическая роль дыхания состоит в том, чтобы обеспечивать живые ткани плодов и овощей энергией, необходимой для их жизнедеятельности. В процессе дыхания высвобождается энергия, накопленная плодами и овощами во время их роста и формирования в виде различных пластических веществ. Расход этих веществ в дыхании наряду с испарением влаги неизбежно сопровождается убылью массы плодов и овощей, поэтому такие потери называют естественными. Их можно снизить путем регулирования интенсивности дыхании и испарения влаги, что имеет важное практическое значение. Процесс дыхания является весьма сложным и протекает через ряд промежуточных превращений веществ с участием определенных ферментов.
Дыхание - это сложный процесс, при котором расходуются питательные вещества товаров, в первую очередь сахара, органические кислоты, белки, жиры и другие вещества. В результате дыхания уменьшается масса продукта и снижается его пищевая ценность. Так как процесс дыхания нельзя исключить при хранении товаров, необходимо влиять на его интенсивность. Дыхание может быть аэробное (в присутствии кислорода) и анаэробное (бескислородное).
Биологическая роль дыхания состоит в том, чтобы обеспечивать живые ткани плодов и овощей энергией, необходимой для их жизнедеятельности. В процессе дыхания высвобождается энергия, накопленная плодами и овощами во время их роста и формирования в виде различных пластических веществ. Расход этих веществ в дыхании наряду с испарением влаги неизбежно сопровождается убылью массы плодов и овощей, поэтому такие потери называют естественными. Их можно снизить путем регулирования интенсивности дыхании и испарения влаги, что имеет важное практическое значение.
При аэробном дыхании образуются относительно безвредные вещества - СО2 и Н2O, но выделяется много энергии, частично в виде физиологического тепла. Выделяющиеся влага и тепло могут повышать интенсивность дыхания и вызывать развитие микроорганизмов. При анаэробном дыхании выделяется меньше тепла, но образующийся этиловый спирт разрушает живые клетки и придает продуктам неприятный вкус. Поэтому при хранении стараются поддержать аэробное дыхание путем регулярного проветривания и одновременного удаления выделяемых тепла и влаги. Низкие температуры замедляют дыхание.
|
|
|
В случае окисления одной грамм-молекулы гексозы выделяется энергия, соответствующая 674 ккал, или 2824 кДж, тепла. Теплота, выделяемая при дыхании плодов и овощей, является причиной их самосогревания, что нередко наблюдается в хранилищах. При недостаточном вентилировании и охлаждении складских помещений происходит значительное накопление тепла, что в свою очередь усиливает интенсивность дыхания плодов и овощей, т. е. процесс самосогревания их имеет автокаталитический характер. Температура в массе хранящихся картофеля и овощей может иногда достигнуть довольно высоких пределов. Процесс самосогревания усиливается иногда в результате развития термофильных микроорганизмов, обладающих весьма высокой интенсивностью дыхания.
Существенно влияет на интенсивность дыхания поражение плодов и овощей физиологическими заболеваниями.
В разные периоды роста и развития плодов и овощей характер дыхания неодинаков. Наиболее высокая активность дыхания обычно наблюдается в период созревания, особенно на первых этапах их роста, затем падает и через некоторое время вновь повышается. У некоторых плодов и овощей (яблок, груш, айвы, бананов, томатов, дынь и др.) в период дозревания при хранении наблюдается заметный подъем интенсивности дыхания, названный Ф. Киддом и С. Вестом климактерическим подъемом дыхания, или климактериком.
В конце хранения (весной) дыхание вегетативных овощей возрастает в связи с начавшимися процессами прорастания (окончанием периода покоя и переходом к генеративной стадии развития), а также в связи с повышением температуры воздуха в хранилищах без искусственного охлаждения в отличие от плодов, дыхание которых в конце хранения заметно ниже, чем в начале хранения (в период дозревания).
Биохимические процессы обусловлены действием ферментов самого продукта. Наибольшее значение при хранении продовольственных товаров имеют дыхание, гидролитические и автолитические процессы.
Гидролитические процессы вызывают расщепление белков, жиров, углеводов под действием ферментов гидролаз. Они могут влиять на качество товара как положительно (например, накопление Сахаров в плодах при дозревании за счет гидролиза крахмала), так и отрицательно.
Автотипические процессы, или автолиз, вызывают разрушение углеводов, жиров, белков, гликогена под влиянием ферментов, находящихся в животных и растительных тканях. Автолиз, так же как и все последующие процессы, может протекать во всех товарах биологического происхождения. Отрицательное влияние автолиза проявляется при замораживании картофеля, при прорастании овощей. Микробиологические процессы. Микробиологические процессы происходят под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами. К микробиологическим процессам относят разные виды брожения, плесневение, гниение, ослизнение и др.
|
|
|
При хранении продовольственных товаров могут наблюдаться следующие виды брожения: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое, пропионовокислое.
Маслянокислое брожение вызывают маслянокислые бактерии, попадающие на продукт в результате его загрязнения. Ферменты маслянокислых бактерий сбраживают сахар до масляной кислоты, углекислого газа и водорода. Масляная кислота придает продуктам горький или неприятный острый вкус, вызывает газообразование. Наблюдается этот вид брожения при порче квашеных овощей. Пропионовокислое брожение. Вызывается пропионовокислыми бактериями, сбраживающими углеводы, молочную, винную кислоты в летучие пропионовую, уксусную кислоты, углекислый газ и воду. Эти бактерии могут вызывать порчу квашеных овощей при высокой температуре хранения.
Плесневению подвержены многие пищевые продукты. Так как плесени развиваются только при наличии значительного количества влаги и доступе кислорода воздуха, то плесневению при хранении способствует высокая влажность воздуха помещения и самого продукта, негерметичная или нарушенная упаковка, а также резкий перепад температур при хранении. Плесени образуют на продуктах налет, придающий неприятный, плесневелый стойкий запах. При плесневении в продуктах накапливаются вредные вещества афлотоксины и микотоксины, обладающие канцерогенным действием.
Дыхание
Нормальный процесс жизнедеятельности плодов и овощей при хранении – дыхание. Плоды и овощи для поддержания жизни получают необходимую энергию в процессе диссимиляции запасных органических веществ, главным образом сахаров.
Диссимиляция сахаров происходит аэробно, т.е. окислением с участием кислорода воздуха и анаэробно – без участия кислорода.
При хранении плодов и овощей наблюдаются оба вида диссимиляции. Суммарное уравнение аэробного дыхания имеет вид:
С6 Н12 О6 + 6 О2 → 6 СО2 +6 Н2О + 2817 КДЖ
Уравнение анаэробного дыхания, называемое еще спиртовым брожением, суммарно описывается уравнением Гей-Люссака:
С6 Н12 О6 → 2СО2 + 2С2Н5ОН +СО2 + 114,8 КДЖ
По первой схеме дыхание идет лишь в том случае, если на дыхание расходуются гексозы, имеется свободный доступ кислорода и окисление идет до конечных продуктов. Такие условия не всегда имеются. Например, на дыхание в хранящихся плодах кроме сахаров используются органические кислоты. Кроме того, при малопроницаемой для воздуха упаковке объектов хранения (полимерные пленки), а также при хранении овощей в глубоких глухих траншеях доступ кислорода к продукции затруднен, и окисление протекает не до конца. Наконец, по мере развития объектов при хранении, особенно в последний период покоя и послеуборочного дозревания, наблюдается нарушение согласованности отдельных звеньев процесса дыхания, в результате чего окисление может приостановиться на каком-либо промежуточном этапе. Во всех этих случаях происходит анаэробное дыхание с накоплением недоокисленных продуктов, таких, как этиловый спирт, уксусный альдегид, уксусная и молочная кислоты, что, в конечном счете, приводит к возникновению видимых признаков физиологического расстройства обмена веществ (различного рода потемнения, пятна, некрозы). Особенно это наблюдается в последние периоды хранения, когда наступает прогрессирующее старение органов и тканей растений и теряется устойчивость их к расстройствам обмена веществ. Показателем, характеризующим развитие анаэробных процессов, может служить дыхательный коэффициент (ДК), показывающий отношение объемов при дыхании. Если ДК равен 1, на дыхание расходуются гексозы, и оно протекает до конца; если же он больше 1 — органические кислоты (то же наблюдается при недостатке кислорода, т.е. дыхание частично идет по анаэробному механизму). Если же часть кислорода расходуется на окисление жиров, то ДК меньше 1. ДК возрастает к концу хранения, несмотря на поддержание одинаковых внешних условий, что свидетельствует об изменении системы дыхания объектов, связанном с их старением. Так, ДК лимонов повышается при хранении от 1 до 1,5, яблок сорта Антоновка обыкновенная – от 1,3 до 1,5.
Процесс дыхания состоит из сложной цепи многочисленных последовательных превращений, в результате которых клетка получает возможность запасать и использовать энергию малыми порциями, а также иметь богатый набор веществ для разнообразных биосинтезов. Начинаются они с анаэробного расщепления сахара до пировиноградной кислоты (гликолиза).
Процесс окисления протекает одновременно с фосфорилированием. Количеству кислорода, затраченного на окисление, соответствует количество неорганического фосфора, связанного в аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ). Так, установлено, что в нормально функционирующих клетках плодов и овощей отношение фосфора к кислороду в процессе окислительного фосфорилирования составляет обычно около трех. Этот показатель характеризует энергетическую эффективность дыхания, т. е. показывает, насколько полно энергия окисления запасается для нужд организма. Если отношение уменьшается по сравнению с нормальным, значит, часть энергии дыхания расходуется непродуктивно (рассеивается в виде тепла). Иногда это необходимо. Например, при переохлаждении плодов и овощей до опасного уровня большее выделение энергии в виде тепла обусловливает повышение температуры и предохраняет клетки от гибели. При механических повреждениях, поражении микроорганизмами система дыхания работает не столько на запас энергии, сколько на образование веществ и тканей защитного действия, на окисление токсинов паразита.
В результате дыхания в плодах и овощах при хранении происходят следующие существенные изменения:
1. Потеря массы сухих веществ.
2. Увеличение количества гигроскопической влаги и повышение относительной влажности воздуха между плодами и овощами.
3. Изменение состава воздуха в пространстве между плодами.
4. Выделение тепла.
При окислении гексоз (главным образом глюкозы) происходит необратимая потеря сухих веществ. Величина этих потерь зависит от интенсивности дыхания и находится в прямо пропорциональной зависимости.
Вода, выделяемая при дыхании, удерживается плодами и овощами, увеличивая их влажность, что в свою очередь, приводит к более интенсивному дыханию и развитию микроорганизмов. Насыщенность воздуха влагой может возрастать до достижения точки росы при данной температуре, а затем будет конденсироваться на поверхности продукции и приводить к ее отпотеванию.
Паро-воздушная смесь при дыхании, если ее не удалять, будет накапливать диоксид углерода. Т.к. диоксид углерода имеет больший удельный вес по сравнению с воздухом, поэтому он будет накапливаться в пространстве между хранящейся продукцией. Это будет создавать недостаток кислорода и стимулировать клетки переключаться на анаэробное дыхание. Продукт анаэробного дыхания – этиловый спирт является ядом для клеток. Вначале он угнетает их жизнедеятельность, а затем по мере накопления может привести их к гибели.
Все эти явления приводят к необходимости организации хранения плодов и овощей в условиях, сокращающих до минимума процессы дыхания.
Таким образом, для понимания всех изменений, происходящих с плодами и овощами при их хранении, недостаточно знать количество выделенного углекислого газа и поглощенного кислорода. Эти показатели могут иметь ограниченное значение для сравнительной характеристики близких видов и сортов в нормальных условиях, расчета тепло- и влаговыделения, сравнения интенсивности дыхания при ограниченных пределах колебаний температуры. Для полной характеристики процесса дыхания необходимо исследовать затраты субстратов дыхания, образование недоокисленных продуктов, степень сопряженности окисления и фосфорилирования, т.е. дать физиолого-биохимическую характеристику отдельных звеньев дыхательного обмена.
|
|
|
