Современные методы сохранения плодовоовощной продукции

Суммарное уравнение химических реакций моносахаров при дыхании овощей и плодов выглядит следующим образом:

С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О + 688 ккал (2867 кДж).

Выделяемая энергия есть конечным продуктом, ради чего и осуществляется процесс дыхания. Неизбежным результатом этого процесса есть потери массы овощей и плодов за счет расхода гексоз и других энергических веществ, изменения состава окружающей среды путем пополнения запаса воды в тканях, поглощения кислорода и выделения углекислого газа.[8]

Окисление энергетических веществ происходит через ряд ферментативных реакции. Выделяют три стадии процесса дыхания: цикл Кребса, гликолиз, или ди- и трикарбоновых кислот, и окислительное фосфорилирование.

Гликолиз характеризуют частичным окислением и расщеплением гексоз с образование пировиноградной кислоты; происходит гликолиз в анаэробных условиях.

Цикл Кребса происходит в аэробных условиях. Пировиноградная кислота вовлекается в цикл трикарбоновых кислот, в результате чего она полностью разрушается до углекислого газа с выделением энергии, используемой для синтеза АТФ или восстановления переносчиков дыхательной цепи.[12]

Овощи и плоды разных видов по интенсивности дыхания отличаются (таблица 2).

 

Таблица 2. Интенсивности дыхания плодов и овощей разных видов[9]

Виды плодов	Интенсивность дыхания, мг СО2 на кг/ч	Виды овощей	Интенсивность дыхания, мг СО2 на кг/ч
Апельсины	6,3 - 7,3	Морковь	2,0 - 4,5
Лимоны	5,6 - 6,6	Салат	6,5 - 7,2
Мандарины	6,2 - 8,2	Лук	2,4 - 4,8
Яблоки	4,0 - 13,9	Картофель	2,8 - 4,7

 

Зеленые овощи и плоды характеризуются более интенсивным дыханием, чем вегетативные овощи, находящиеся в состоянии покоя. На интенсивность дыхания их большое влияние оказывает и температура. Ее понижение взывает у большинства овощей и плодов замедление всех процессов жизнедеятельности, включая дыхания. Картофель составляет исключение, у него наименьшая интенсивность дыхания наблюдается при температуре 4-5оС.

Повышение углекислого газа и снижение концентрации кислорода во внутритканевой атмосфере за счет малой диффузии газов через усиливающиеся перидерму или кутикулу замедляет дыхание овощей и плодов, что и положено в основу одного из принципов улучшения их сохраняемости при газовом хранении.

Окисление липидов происходит во всех овощах и плодах, но наиболее заметно в орехах. Прогоркание в них жира ухудшает вкус. [2]

Гидролитические процессы обеспечивают легкоусвояемыми веществами дыхание и другие процессы, которые связанные с поддержанием жизнедеятельности овощей и плодов. Ведущее место среди гидролитических процессов занимает превращение в углеводном комплексе: фосфоролиз или гидролиз крахмала, белков, пектиновых веществ и других. Конечным продуктом распада таких веществ есть сахара, используемые в процессе дыхания овощей и плодов, а промежуточные продукты могут принимать участие в синтезе аминокислот, органических кислот, полифенолов и других веществ, вкючая защитного характера.

Анатомо-морфологические процессы при хранении овощей и плодов есть либо продолжением тех процессов, происходящие в период роста и формирования продукции, но были прерваны уборкой либо связаны с защитными функциями растительного организма.

Анатомо-морфологические изменения, которые обусловленные прорастанием и подготовкой к прорастанию, есть лишь частью сложного комплекса ростовых процессов. Они вызваны дифференциацией точек роста семян, почек и глазков. Наиболее подробно они изучены у лука репчатого, картофеля, капусты белокачанной, свеклы, моркови.[13]

Микробиологические процессы, происходящие при хранении овощей и плодов, обычно есть следствием развития и проявления скрытых признаков повреждения микроорганизмами, возникших в период заражения после уборки в период транспортирования или выращивания, хранении и товарной обработки. Источниками инфекции являются фитопатогенные микроорганизмы, которые содержатся в растительных остатках, почве, семенах, непродезинфецированном посадочном материале, а также в воздухе, оборудовании, таре, на строительных конструкциях складов.

Токсины, которые вырабатыват микроорганизмами, опасны для здоровья животных и людей. Известно около 110 видов токсичных веществ, которые продуцируют плесневые грибы. Микотоксины плесеней отличаются выраженными мутагенными, канцерогенными и другими вредными для человека свойствами. К ним относят натрахинон, путалин, бутенолид, пирон, охротоксин, пиран и др.

Зависит интенсивность микробиологических процессов от естественной устойчивости овощей и плодов, которая формируется в процессе выращивания под влиянием наследственности сорта, вида, условий выращивания и поддерживается на определенном уровне при хранении и транспортировании. Снижение и предотвращение потерь от микробиологической порчи во многом будет зависеть от того, насколько успешно удастся сохранить естественный иммунитет овощей и плодов. [4]

 

 

 

3.3 Прогрессивные методы хранения плодов

 

Овощи и плоды отличаются разнообразием физических, химических и технологических свойств, поэтому для каждого вида выпускаемых консервов разрабатывают технологические инструкции по их производству.

Способы консервирования.

В основе современных способов переработки овощей и плодов лежит комплекс факторов воздействия, которые направленны на регулирование биохимических и микробиологических процессов, которые протекают в плодоовощном сырье.

В зависимости от методов воздействия на плодоовощное сырье и процессов происходящих в нем, способы переработки условно делят на такие группы:

- химические — консервирование  веществами антисептического действия (пропионатами, бензойной, сернистой  и сорбиновой кислотами, спиртом  и др.) и маринование

- биохимические — соление, квашение, мочение, производство виноградных и плодово-ягодных вин

- физические — термостерилизация (при производстве консервов), сушка, замораживание, лучевая стерилизация  и др.

- физико-химические — консервирование  солью и сахаром

- физико-механические — обеспложивающая  фильтрация[3]

 

Биохимические методы

- квашение

- мочение

- соление

 

Характеризируется повышением кислотности среды в основном за счет образования основного консервирующего агента - молочной кислоты, которая образуется в результате направленного культивирования определенных групп микроорганизмов. Овощи и плоды содержат все необходимые биологически активные вещества и большое количество углеводов в легкодоступной форме, которые и нужны для развития молочнокислых бактерий, повышающих кислотность продукции до уровня, препятствующего развитию гнилостных бактерий, плесеней и дрожжей. Дополнительно при солении и квашении вносят осмофильный агент —соль, вызывающую диффузию клеточного сока в рассол, плазмолиз клеток, что и препятствует на первых этапах брожения развитию гнилостных микроорганизмов.[5]

 

3.3.1 Химические методы

К ним относятся химическая стерилизация и маринование.

Маринование — процесс повышение в продукции кислотности среды за счет введения уксусной кислоты. Жизнедеятельность микроорганизмов каждого вида возможна лишь в соответствующих границах рН среды, ниже и выше которых она угнетается. Для большинства плесневых дрожжей и грибов наиболее подходящая слабокислая среда с рН 5...6.

Много бактерий лучше растет в зоне рН 6,8...7,3, т.е.в слабощелочной или нейтральной среде. Губительное действие некоторых органических кислот, включаю  уксусную возможно обусловлено не только неблагоприятной концентрацией водородных ионов, но и токсичностью недиссоциированных молекул кислоты.

Регулируя кислотность среды и зная отношение к ней микроорганизмов, можно стимулировать или подавлять развитие микрофлоры, что имеет практическое значение.

Это и положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном виде.[8]

 

 

3.3.2 Физические методы

К ним относят:

- термостерилизацию

- замораживание сушку

- ультрафиолетовые лучи

- ультразвук

- электрический ток высокой  и сверхвысокой частоты.

Замораживание можно применять в случаях хранения сырья с целью последующего его консервирования, и также как самостоятельный способ консервирования. Быстрое замораживание возможно только таких продуктов, химические, физические и биологические свойства которых сильно не изменяются. Желательно предварительно проверить пригодность сырья к замораживанию.

Консервирующее действие замораживания заключается на том, что при температуре ниже —10 °С микроорганизмы не развиваются. К примеру  психрофильные микробы размножаются еще при температуре около — 5 °С, но при более низких температурах не могут продолжать свою деятельность.

К инактивации ферментного комплекса приводит тепловая обработка сырья, в результате чего в тканях продуктов прекращаются биохимические процессы.

Ультрафиолетовые лучи (УФ) (лучевая стерилизация) обладают высокой энергией и вызывают фотохимические изменения в поглощающих их клетках и молекулах субстрата микроорганизмов. Наибольшее бактерицидное действиее проявляют лучи с длиной волны 250...260 нм. Эффективность воздействия УФ-лучей на микроорганизмы зависит от дозы облучения.

УФ-облучение рекомендуют использовать для дезинфекции производственных помещений, холодильных камер, воздуха, в технологическом процессе при асептическом консервировании, для обеззараживания упаковочных и материалов тары; для предотвращения инфицирования извне при фасовании и упаковке пищевых продуктов. Для стерилизации плодоовощных консервов его не применяют из-за низкой проникающей способности лучей. Считают возможным применение УФ-лучей при стерилизации плодоовощных вин и соков в тонком слое.[7]

 

Ультразвук (УЗ) — это механические колебания с частотой больше 20 кГц (больше 2000 колебаний в 1 с), которые находятся за пределом слышимости человека. Волны ультразвука могут распространяться в газообразных, твердых и жидких средах и обладают значительной механической энергией. С помощью УЗ можно вызвать коагуляцию белков, распад высокомолекулярных соединений, инактивацию ферментов, разрушать полностью или частично одноклеточные и многоклеточные организмы, включая и микроорганизмы.

Данный метод находит все большее применение в разных отраслях промышленности, включая и пищевую. Разработаны установки для стерилизации и мойки стеклянной тары, предложены технологии по стерилизации воды, жидких пищевых продуктов, включая соки и вина.

Электрический ток сверхвысокой частоты (СВЧ) и высокой (ВЧ) — является один из видов тепловой стерилизации. Прохождение ультракоротких и коротких электромагнитных волн через среду вызывает в ней появление переменных токов сверхвысокой и высокой частот. В электромагнитном поле электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Для стерилизации консервов проводят ВЧ-обработку при радиочастотном диапазоне 22...30 МГц. Самый эффективный сверхчастотный нагрев происходит при частоте 2400 МГц, при котором можно проводить непрерывную стерилизацию в потоке.

Физические свойства продукта, при СВЧ-обработке, размеры банки и другие параметры стерилизуемой продукции особо не влияют на режим генератора микроволновой энергии. Благодаря особенностям этого способа стерилизации его применение перспективно для термической обработки плодово-ягодных консервов.

При сравнении с стандартной паровой стерилизацией заметно сокращается время нагревания (1...3 мин) и куда лучше сохраняются потребительские свойства готового продукта: вкус, аромат, цвет, консистенция и пищевая ценность. Однако механизм воздействия на микрофлору СВЧ- или ВЧ-энергии до конца не изучен.[10]

 

 

3.3.3 Физико-механический способ

- обеспложивающая стерилизация

Данный способ основан на пропускании через фильтры под давлением жидкого продукта, размер пор которых меньше чем размер клеток микроорганизмов. В итоге, происходит механическое отделение клеток микроорганизмов. В этом случаи отсутствует тепловая обработки, что позволяет максимально сохранить все БАВ. Однако продукт все равно подвергают обработке, направленной на инактивацию ферментов.[2]

 

 

3.3.4 Физико-химический способ

- консервирование солью или сахаром

Консервирование происходит в результате повышения осмотического давления субстрата. В природе встречаются микроорганизмы в субстратах с разным содержанием растворенных веществ, соответственно, и с разным осмотическим давлением. Многие микроорганизмы чувствительны парою и к незначительному повышению концентрации среды. Увеличение концентрации среды выше определенного предела обычно вызывает обезвоживание клеток, при чем приостанавливается поступление в них питательных веществ. В таком состоянии определенные микроорганизмы могут длительно сохраняться, другие же быстро погибают.