Большая энциклопедия консервирования

Витамин В1 (Тиамин). Главным источником тиамина являются дрожжи, злаки, бобовые растения, орехи, желток, мясо, из овощей наиболее богатые брюссельская капуста и горох. Отсутствует или в очень малом количестве в белом хлебе без дрожжей, лущеном рисе, макаронных изделиях, сахаре, крахмале, молоке, жирах и т. д. В кислой среде витамин В1выдерживает нагрев до 120 °С, зато в нейтральной и щелочной среде быстро разрушается. Поэтому приготовление бобовых принципиально требует нескорой добавки пищевой соды. При консервировании фруктов и овощей происходит его потеря в размере 10—25%, значительно лучше сохраняется при сушке фруктов на солнце. Важным свойством тиамина является его защитное действие в отношении витамина С. Дневное потребление витамина В1составляет 2 мг. Витамин В1участвует в ряде важных реакций обмена веществ, главным образом в обмене сахаридов и в последней фазе обмена жиров и аминокислот. Авитаминоз приводит к тяжелому заболеванию бери-бери, оно встречается, главным образом, у населения Дальнего Востока, питающегося преимущественно лущеным рисом. Характеризуется рядом поражений нервной системы в соединении с атрофией мышечных тканей, нарушением сердечной активности.

Витамин В2 (Рибофлавин). Некоторые из продуктов для консервирования известны как источники рибофлавина, главным образом шпинат, капуста, горох, фасоль, груша и т. д. В большом количестве, однако, содержится в дрожжах, требухе, сырах и т. д. В отношении вредных влияний, главным образом нагрева, витамин В2 менее чувствительный, чем тиамин, но очень быстро разрушается под воздействием света. Это один из доводов за то, чтобы консервированные продукты хранились в темном месте. Дневная потребность взрослого человека составляет 1,8 мг рибофлавина. Авитаминоз проявляется в воспалительных изменениях слизистых оболочек и кожи и может привести к нервным расстройствам.

Витамин В6 (Пиридоксин). Витамин В6 широко распространен в продуктах. Его больше всего содержится в дрожжах, мясе, печени, овощной зелени, хлебе и т. д. Он устойчив к влиянию кислорода, все разрушающих ультрафиолетовых лучей. Его дневное потребление составляет 2 мг. Витамин В6 поддерживает нормальное функционирование кожи и рост волос, он нужен для нормальной работы скелетной мускулатуры, центральной нервной системы и обновления красных кровяных телец.

Витамин РР (Ниацин). Ниацин обнаружен как в растениях (шпинате, зеленом горошке, финиках, арахисе, зерновых и т. д.), так и в животных продуктах (печень, почки, мясо), затем в дрожжах и т. д. Имеет значительную устойчивость к высоким температурам, как в кислой, так и в щелочной среде, а также имеет значительную устойчивость к окислению. Дневная потребность в витамине РР для человека оценивается в 10—20 мг. Авитаминоз приводит к развитию пеллагры, выражающейся в нервных и кожных заболеваниях.

Витамин С (L-аскорбиновая кислота). Очень важным качеством фруктов и овощей является то, что даже при коротком времени их изъятия из рациона часто обнаруживается недостаток витамина С. Значительное количество витамина С находится в шиповнике, перце, укропе, зелени петрушки, черной смородине, цитрусовых фруктах, ягодах и т. д. Всякий может припомнить, что витамин С очень чувствителен к воздействию высокой температуры и влиянию кислорода.

Его окисление ускоряется прямо или косвенно различными ферментами, присутствующими в тканях растений и присутствием некоторых металлов, главным образом железа и меди. Первые продукты окисления L-аскорбиновой кислоты являются участниками уже ранее упомянутого неферментативного окрашивания, затем продукты этого окисления легко полимеризуются (взаимно соединяются) с образованием равномерно окрашенных продуктов. Дальнейшая связь сырья с водой легко приводит к их выщелачиванию. Витамин С также быстро убывает при хранении фруктов и овощей, особенно при высоких температурах. При значительно низких температурах (-18 °С и ниже) витамин С значительно лучше сохраняется, но уничтожается при медленном размораживании.

Сахар в высоких концентрациях (в джемах и мармеладах) помогает его сохранению в объеме до 80—95%. Из-за упомянутых причин вытекает необходимость проводить обработку материалов очень бережно. Принципиально консервирование свежего сырья следует проводить быстро и такими методами, чтобы избежать долгого контакта сырья с воздухом, не использовать железную или медную посуду. При выборе теплового режима отдают предпочтение краткому воздействию высоких температур перед длительным прогревом на низкой температуре. Стабильность L-аскорбиновой кислоты является указателем бережливости в обращении с консервированными продуктами в процессе их обработки. Витамин С является известнейшим веществом из потребляемых живыми организмами. Его дневное потребление оценивается в 100—170 мг. Авитаминоз проявляется в болезни, называемой скорбут (цинга). При дальнейшем недостатке витамина С в пище начинается кровоточивость, утомление, склонность к инфекционным болезням и т. п.

Ферменты.Ферменты – это такие вещества, которые катализируют (т. е. специфически ускоряют) биохимические реакции как в живых организмах, так и в мертвых, например, в собранном урожае. Ферменты складываются из белковых частей (так называемые апоферменты) и функциональных групп (так называемые коферменты). Для оптимального функционирования одних ферментов требуется достаточное содержание воды, для других ферментов обязательная реакционная среда – кислая, нейтральная, щелочная – и соответствующий нагрев. Большинство ферментативных реакций идут при температуре около 45 °С. Все ферменты имеют высшую температуру – обычно выше 60 °С – при которой денатурируют белки. При температурах ниже точки замерзания ингибируют (снижают активность).

Из большого количества ферментов нас будут интересовать только те, которые находятся в сырье для консервирования. К ним принадлежат, прежде всего, ферменты класса оксиредуктаз (L-аскорбиназа, пероксидаза, фенолоксидаза и другие), которые во фруктах и овощах катализируют (ускоряют) окислительно-восстановительные реакции. В сырье, собранном для консервирования, дыхательные процессы не прекращаются, а находятся в равновесии, что не дает происходить явным изменениям вещества. Но любое механическое мероприятие, например, резание, чистка, измельчение, помол материала приводят к дезорганизации ферментативной системы, разрушению витамина С и других веществ и вследствие окисления некоторых органических материалов приводят к окрашиванию в коричневый цвет.

В некоторых случаях можно предотвратить такие изменения сырья при домашнем консервировании. Так, например, при обработке фруктов с белой мякотью на компот можно замочить готовые плоды в слабом растворе лимонной кислоты, таким вмешательством можно ограничить доступ кислорода к продуктам и тем самым снизить скорость ферментативных реакций. Добавка лимонного сока к тому же приводит к предохранению от быстрого окисления витамина С, что могло бы привести к коричневой окраске продуктов. В измельченных фруктах, предназначенных для приготовления мармелада, инактивация (снижение активности) ферментов достигается своевременным и быстрым нагревом.

Окрашивание некоторых видов нарезанных овощей (сельдерея, петрушки), предназначенных для дальнейшей стерилизации или сушки, снижается быстрым обвариванием в кипящей воде. Другая интересная для нас группа ферментов – это пектолитические ферменты, которые постепенно отнимают пектиновые вещества от пектоцеллюлоз и через протопектины переходят собственно в пектин с сокращенной молекулярной цепью. Пектолитические ферменты могут быть опасными, например, при несвоевременной стерилизации сырья, залитого горячей водой. Примерная температура обработки изделий составляет 35—40 °С, что близко к оптимальной для деятельности ферментов.

Вследствие этого может произойти быстрое разложение пектиновых веществ, что приведет к нежелательному размягчению фруктов в компоте или стерилизованных овощей. Другие последствия может иметь продление обработки размолотых фруктов, предназначенных для приготовления мармелада. Пектиновые вещества при этом распадаются на пектины с короткой молекулой, которые имеют меньшую желеобразующую способность, что, кроме побурения продуктов, приводит еще к тому, что не будет происходить желеобразование. Подобные явления происходят при приготовлении томатного пюре.

С разрушением пектиновых веществ при несвоевременной обработке измельченных небланшированных помидоров теряется часть элементов, которые придают пюре необходимую консистенцию. В некоторых случаях, однако, пектолитические ферменты применяют при промышленной обработке фруктов и овощей. Так, например, при очистке фруктовых соков, когда под воздействием разрушаются коллоидные растворы пектинов, чем улучшается внешний вид сока. Другое применение пектолитические ферменты находят при производстве жидких овощных продуктов. Здесь они нужны для получения соответствующей текучести.

Минеральные вещества. Минеральные вещества являются известными составными частями фруктов и овощей. Фрукты их содержат около 0,3—1%, немного больше их содержат овощи (0,5—2%). Очень много минеральных веществ содержат семена шиповника и орехов. Среди других в человеческом организме обязательно присутствуют кальций, фосфорная кислоты, железо, калий, сера и магний. Также присутствуют, но в значительно меньшем количестве так называемые сопутствующие элементы, такие как бор, медь, цинк, мышьяк, олово и йод. Минеральные вещества не имеют никакой энергетической ценности, но все они, несомненно, нужны для обмена веществ и способствуют поддержанию так называемого кислотно-щелочного равновесия организма, т. е. регуляции равновесия между кислотами и щелочами. Некоторые из них, в основном кальций, фосфорная кислота и железо, участвуют в строительстве тканевых систем.

Газы.Кроме воды и твердых тканей, растения содержат в незначительном количестве и газы, из них наиболее распространенные азот, кислород и углекислый газ. Больше всего газов содержат яблоки, их количество там достигает 40 объемных процентов. При обработке таких плодов, особенно на компоты, содержащиеся газы приводят к нежелательным последствиям, так как снижают количество вещества, и фрукты будут плавать в сиропе. Именно поэтому в таких продуктах получается мало сиропа, а вовсе не из-за того, что его наливали с низким уровнем. Действенной контрмерой здесь будет бланширование фруктов, особенно яблок, что в домашних условиях можно с выгодой провести прямо в сиропе будущего компота.

Факторы, ухудшающие качество фруктов и овощей

Микробиологические изменения. Микробиологические изменения – это изменения вещества, вызванные плесенью, дрожжевыми грибками и бактериями, которые растут за счет питательных веществ фруктов и овощей. Действие этих микроорганизмов по большей части основано на глубоком разложении сырья и продуктов, с которыми они входят в контакт. Продолжение их хранения тогда зависит от того, в какой мере удастся уберечь их вещество от нежелательных микробиологических изменений. Это проявляется обычно в изменении окраски, вкуса, запаха и консистенции фруктов и овощей.

Последствия глубокого разложения продуктов сочетается с существенной утратой питательных веществ и с выраженными изменениями внешних свойств. Микроорганизмы, которые способствуют действительному разложению продуктов, обычно легко обнаруживаются, отличаются значительной приспособляемостью и в благоприятных условиях очень быстро размножаются.

Одна их клетка производит все основные жизненные функции, т. е. принимает пищу, выбрасывает продукты своей жизнедеятельности, размножается, реагирует на внешние сигналы и способна изменить окружающие вещества, за счет которых она растет. Эти изменения в действительности способны разлагать органическую материю фруктов и овощей и это бывает необязательно неблагоприятным (например, спиртовое брожение).

С ботанической точки зрения эти микробы можно разделить на бактерии и грибки. С практической точки зрения, конечно, необходимо рассмотреть их разновидности по отношению к условиям жизненной среды.

По требованиям к температуре различаются микробы:

– психрофильные – хладолюбивые, оптимальная температура вегетации 15 °С, диапазон от -10 до +30 °С;

– мезофильные, оптимальная температура вегетации 37 °С, так называемая температура человеческого тела, диапазон от 10 до 50 °С;

– термофильные – теплолюбивые, оптимальная температура вегетации 50 °С, диапазон от 30 до 80 °С.

По способности переносить высокую температуру микробы подразделяются на:

– термолабильные – чувствительные к температуре и малым изменениям температуры;

– терморезистивные – устойчивые к высокой температуре.

По потребности в кислороде воздуха различаются микробы:

– аэробные – способные расти в среде, содержащей кислород, освобожденный из растительных тканей или освобожденный биохимическим путем;

– анаэробные – не требующие кислорода;

– условно аэробные – могут расти в среде как с большим, так и с очень малым содержанием кислорода.

По способности создавать споры, т. е. образования, возникающие внутри клеток некоторых бактерий, различаются:

– спороносные;

– неспороносные.

Споры очень выносливы и могут находиться долгое время в условиях, неподходящих для жизни. Споры переносят нагрев до 100 °С, некоторые выдерживают нагрев до 120 °С в течение 22 минут, но плохо переносят кислую среду. Бактерии без спор выдерживают нагрев до 70 °С и среду малокислую и некислую. Эти свойства используются на практике при консервировании, когда при практической пастеризации продуктов температура достигает 100 °С.

С гигиеническо-эпидемиологической точки зрения различаются микроорганизмы:

– патогенные – болезнетворные;

– непатогенные – не болезнетворные;

– условно патогенные – условно болезнетворные.

С точки зрения технологии консервирования различаются три группы микроорганизмов, которые подразделяются в соответствии с биологической систематикой.

Бактерии. Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы, которые из всех трех названных групп наименьшие. Они бывают шаровидными, палочковидными и спиральными. При нормальных окружающих условиях происходит множество делений клеток. Отличительной особенностью некоторых видов является способность создавать споры. Аэробные и анаэробные бактерии создают неисчислимые колонии микроорганизмов.

Дрожжи. Это одноклеточные микроорганизмы с точки зрения ботаники принадлежат к грибкам. Имеют различную форму, преимущественно круглую, овальную, эллиптическую, гроздевидную или нитевидную. Размножаются почкованием, реже делением. При неблагоприятных условиях могут создавать и споры, но со значительно меньшей выносливостью, чем бактерии. Являются явно аэробными, но в некоторых случаях бывают и условно аэробными. Дрожжи очень требовательны к условиям развития. Кроме источника энергии, чаще всего сахара, требуют в достаточном количестве азота и минеральных веществ. Далее требуют кислой среды с присутствием некоторых органических веществ, которые действуют как стимуляторы роста.

Плесень. Плесень – это одноклеточные и многоклеточные грибы, которые создают воронковидные или трубчатовидные нити, так называемые гифы. Разветвление и взаимное переплетение гифов создает характерную, видимую невооруженным глазом грибницу (мицелий). Над грибницей вырастают плодовые тела со спорами, которые легко разносятся вокруг. Плодовое тело придает плесневым наростам характерную окраску. Размножение половое и бесполое. В редких случаях бывают совершенно аэробными. По условиям жизни бывают очень неприхотливы, часто им хватает и очень незначительного количества питательных веществ и очень хорошо приспосабливаются к различным субстратам.

Биохимические изменения. Они проявляются химическими и физико-химическими процессами, проходящими в живых объектах и связывающими их деятельность с физиологическими проявлениями, такими как рост и старение. В технологии консервирования главное значение имеют те биохимические изменения, которые протекают во фруктах и овощах после их отделения от материнского организма. Они также приводят к нарушению существующего равновесия в обмене веществ, что означает нарушение нормального течения ферментативных реакций и снижение качества продуктов.

Эти изменения происходят с разной скоростью и проявляются как в разложении внутренних питательных веществ (сахара и витаминов), так и во внешних изменениях (вид, запах, вкус, консистенция). На степень этих изменений могут сильно повлиять условия хранения. Как активно действующие внешние факторы можно привести теплоту и влажность, газовый состав атмосферы, освещенность и микробиологическую зараженность атмосферы.

Тогда как одни изменения внутренних питательных веществ, вызванные послеуборочным дыханием, проявляющиеся, например, в потерях сахара и витаминов и изменениях в содержании и составе азотистых веществ, можно различить лишь лабораторным анализом, другие изменения, выявляемые прямым наблюдением, ведут к снижению не только пищевой ценности плодов, но и диетической. Из факторов, способствующих биохимическим изменениям фруктов и овощей, назовем, прежде всего, воду, кислород, химические реакции и специфические физические условия среды.

Вода. Вода является основным условием для всех биохимических реакций и ее повышенное содержание поддерживает на соответствующем уровне биохимические изменения. Фрукты и овощи имеют высокое содержание воды (около 75—95%). К ее содержанию необходимо присматриваться, прежде всего, при хранении, чтобы излишне сухая среда не привела к высушиванию испарением воды из тканей. И, наоборот, сушеные продукты часто увлажняются вследствие высокой относительной влажности воздуха, что опять приводит к нежелательным биохимическим изменениям.

Кислород. Кислород является неизбежным элементом в ряде окислительных и ферментативных изменений витаминных, ароматических, вкусовых и красящих веществ. Он усиливает деятельность микроорганизмов, поддерживает и ускоряет старение и перезревание плодов. В консервных банках поддерживает, кроме уже указанных окислительных и ферментативных изменений, коррозию. Главным источником кислорода является воздух, который содержит 21 объемный процент, и газы растительных тканей, где его бывает вдвое больше. К сырью проникает при отдельных операциях во время обработки, особенно при резании, измельчении, прессовании, протирании и смешивании. При настоящем консервировании принципиальной задачей становится ограничение или прекращение его доступа к продуктам и наискорейшее устранение контакта кислорода с тканями.

Химические реактивы. Влияют прямо или косвенно как катализаторы свойств фруктов и овощей и большей частью при их обработке. Можно дать благоприятную оценку лишь окисляющим добавкам, органическим кислотам (преимущественно уксусной и лимонной кислотам), чье значение рН влияет стабилизирующе на фруктовые и овощные изделия. Аналогично некоторым органическим кислотам можно использовать их соли (например, сорбиновой и бензойной кислотам) для химической консервации продуктов. Неблагоприятное действие оказывают металлы.

Фруктам и овощам следует избегать связей, главным образом, с железом, оловом, алюминием, цинком, медью и свинцом. Металлы в незначительных количествах служат катализаторами некоторых окислительных реакций, разрушения витамина С и способны нежелательно изменять окраску, вкус и запах. Металлы бывают естественной составной частью фруктов и овощей, которые поступают к ним из почвы и воздуха.

Следы этих элементов неизбежны в правильном метаболизме человека. В большом количестве нежелательное действие оказывают и некоторые металлы, прежде всего, медь, свинец и цинк, которые приводят к отравлению человеческого организма. Высокое содержание металла в продуктах уже становится нормой. Далее надо обратить внимание на влияние пахнущих жидкостей из моющих и дезинфицирующих сред, которое можно при правильных действиях легко устранить.

Специфические физические условия среды. Здесь необходимо обратить внимание на влияние температуры и световых лучей. Температура, прежде всего, длительная и относительно высокая по отношению к обычным условиям, ускоряет большинство химических, биохимических и физико-химических процессов, которые ухудшают запах, вкус, окраску и консистенцию плода. Аналогично нежелательно проявляется и воздействие низких температур. И кратковременное понижение температуры ниже точки замерзания замораживает, что проявляется в нарушении растительных тканей и клеток, что ведет после размораживания обычно к очень быстрой гибели фруктов и овощей. Световые лучи, прежде всего, солнечный свет, сильно влияют на некоторые специфические реакции, что проявляется в смене окраски, вкуса и запаха, прежде всего, в сторону ухудшения. Их действие, как правило, медленное.

Немикробиологические изменения.Сложный биохимический характер фруктов и овощей создает предпосылки к большому ряду изменений, которые часто приводят их за относительно короткое время к полной негодности.

Это изменения, вызванные механическим повреждением и некоторыми физико-химическими процессами. Механические повреждения нарушают, прежде всего, биохимическое равновесие плода тем, что прямо или косвенно расширяют и ускоряют это повреждение. На этом месте надо упомянуть о потерях, вызванных прямым нападением плодовых насекомых, грызущих с целью приобрести продукты или для откладывания яичек и закукливания. Кроме этих потерь пожирание или механическое повреждение неизбежно приводит к расширению инфекции, которая необязательно приводит к немедленному разрушению продуктов, но проявляет себя дополнительно при его потреблении.

Предупредительные меры против инфекции. Интенсивность процессов распада в определенной среде прямо зависит от количества и жизнеспособности микробов и косвенно зависит от устойчивости среды. Поэтому требуется ограничить или как можно больше снизить доступ инфекции как к продуктам путем их переработки, так и к окружающей среде, например, упаковкой. Чистая рабочая среда, чистота посуды и инструмента, промытых гигиенически безвредной водой, являются поэтому очевидными требованиями. Большой проблемой является микробиологическая чистота добавляемого сырья, которое хотя в первоначальном состоянии и не загрязненное, но может стать источником инфекции.

Высокую зараженность – высокое содержание микроорганизмов – может иметь, например, сахар, соль и все пряности. Часто также забывают засохшие остатки сахара и остатки прежних продуктов в банках, которые при мытье трудно устранить. Поэтому сначала необходимо, прежде всего, многократно использованные для консервирования, банки заранее хорошо вымыть. Такие засохшие комки могут способствовать порче и хорошо про стерилизованных продуктов. Засохшие комки необходимо растворить или при мытье или при стерилизации, иначе это произойдет намного позже, при укладке выстерилизованных консервов. Споры микроорганизмов, которые имеют многие выносливые формы, переносящие консервирование, могут все испортить.

Обработка среды – обычно придание большего или меньшего количества способных к химическому воздействию веществ – приводит к угнетению различных микробов в продуктах.

При этом не происходит уничтожение спор. Обычно происходит приостановка или ограничение жизнедеятельности и вегетации колоний микроорганизмов, что препятствует их размножению. Воздействие реагента зависит от его активности, действующих условий среды и концентрации. Основным недостатком этого способа консервирования является добавка нового, с точки зрения продуктов, чужеродного вещества. Некоторые ранее использовавшиеся химикалии оказались вредными для здоровья веществами и их использование как консервантов недопустимо (салициловая кислота), другие приводили к нежелательным изменениям органолептических свойств, т. е. вкуса, окраски, запаха и консистенции. Всеобщее использование химических консервантов стали ограничивать и там, где это технически и производственно возможно, применяют выгоднейшие способы консервации, преимущественно пастеризацию и стерилизацию. В промышленную продукцию могут быть положены химические консерванты вместе с другими, при этом их концентрация обязательно указывают. Из чистых химикалий для целей консервации используют преимущественно двуокись серы, бензойную кислоту, муравьиную и сорбиновую кислоты.

Двуокись серы (SО2). При нормальных условиях это бесцветный удушливый газ, в воде образует 6%-ный раствор. В малых количествах чаще всего употребляют в виде кристалликов или спрессованного в таблетки калиумпиросульфита. Окисленные на воздухе эти кристаллики распадаются на белый порошок, поэтому их надо хранить только в хорошо закрывающихся пузырьках. Они хорошо растворяются в воде и в лучшем случае могут высвободить при растворении не менее 50% SО2 (при сульфитации винограда, капусты и т. п.).