Курс лекций по "Технология"

      2. Действие высоких  температур.

      Метод стерилизации заключается в фасовке пищевых продуктов в герметичную тару с последующей тепловой обработкой в специальных аппаратах с помощью пара или горячей воды. Под действием высокой температуры инактивируются ферменты консервируемого продукта; микроорганизмы, хранящиеся внутри тары, погибают; находящиеся извне не могут попасть внутрь в процессе хранения. Законсервированные таким образом пищевые продукты могут храниться несколько лет.

      Температуру процесса выбирают в зависимости  от активной кислотности пищевого продукта, влияющей на термоустойчивость микроорганизмов. В малокислых пищевых продуктах (рН выше 4,2 - овощные, рыбные, мясные консервы) хорошо развиваются гнилостные анаэробные и другие микроорганизмы, споры которых очень термоустойчивы (например, бутулизма). Такие консервы стерилизуют при температурах 100-120 градусов.

      Если  активная кислотность продуктов  ниже рН 4,2 (фруктовые консервы), то достаточно 100 градусов и ниже, чтобы подавить развитие плесени и дрожжей, которые выдерживают высокую кислотность, но не термоустойчивы. Снижают термоустойчивость в кислой среде и споры других микроорганизмов.  
     Иногда в пищевой промышленности проводят обработку малокислых продуктов при температуре ниже 100 градусов - пастеризация. В этом случае уничтожаются клетки микроорганизмов, но остаются их споры. Срок годности таких продуктов очень мал, например, пастеризованное молоко может храниться одни сутки.

      Близок  к стерилизации асептический метод консервирования - фасовка стерильного и охлажденного после тепловой обработки продукта в стерильных условиях в стерильную и герметичную тару или резервуар. Этот метод целесообразно использовать при сохранении фруктовых полуфабрикатов (соков, пюре) в резервуарах большой вместимости (15-50 т).

      При неправильно выбранных условиях стерилизации могут сохраняться в продуктах споры микроорганизмов, которые приводят к вздутию банок. В этом случае в продуктах накапливаются токсины, вызывающие отравление. Возможен также физический бомбаж - перенаполнение банок продуктом за счет неправильной работы технологического оборудования. Химический бомбаж происходит при разъедании органическими кислотами недостаточно прочного покрытия жестяных банок оловом: при взаимодействии кислот с металлом накапливается водород - появляется вздутие.

      3. Обеспложивающее  фильтрование.

      Жидкий, не содержащий твердых включений  продукт (яблочный, виноградный соки), пропускают через специальные фильтры, задерживающие микроорганизмы; остающиеся в соке ферменты катализируют нежелательные биохимические реакции, что приводит к появлению в процессе хранения посторонних запахов и привкусов, а иногда - к порче продукта. Этот метод целесообразно сочетать с тепловой обработкой.

      4. Применение электрического  тока высокой и  сверхвысокой частоты. Это один из вариантов тепловой стерилизации продуктов. Однако, время нагревания при этом сокращается от десятков минут до 1-2; прогревание продукта происходит сразу во всем объеме, что обусловлено поглощением электрической энергии структурными элементами продукта, которые в результате переменной поляризации приобретают колебательное движение, преобразуемое благодаря внутреннему трению в тепло. Кратковременный эффективный нагрев позволяет получать консервы высокого качества, так как не происходит разваривания плодов. Применение тока высокой и сверхвысокой чистоты при консервировании лимитируется сложностью оборудования, высокой энергоемкостью процесса, затруднениями при контроле температурного режима в банках в процессе обработки.

      5. Ультрафиолетовое  облучение.

      Обладает высокой энергией и оказывает сильное химическое и биологическое действие. Максимальным бактерицидным эффектом обладают лучи с длиной волны 200-295 нм. Широкое использование ультра-фиолетовых лучей для консервирования пищевых продуктов лимитируется их малой проникающей способностью, не превышающей долей миллиметра. Ультрафиолетовые лучи можно использовать для стерилизации воздуха и поверхности стен на пищевых предприятиях, для обеззараживания фасовочной тары, стерилизации молока в тонком слое.

      6. Ионизирующее облучение.

      Это разные по своей природе, но близкие  по высокой энергии излучения, способные  вызывать ионизацию электрически нейтральных атомов и молекул, стимулируя в облученных материалах однотипные химические реакции. Проверен метод обработки картофеля γ-лучами, приводящий к замедлению биологической порчи и прорастания клубней, но этот метод не экономичен. Разработанные в лабораторных условиях методы консервирования с использованием γ-лучей не внедрены в промышленность.

      Физико-химические методы

      Основаны на повышении осмотического давления за счет создания высокой концентрации некоторых соединений и снижения активности воды. Повышение осмотического давления достигается внесением в продукт поваренной соли или сахара, либо путем его высушивания.

      При высоком осмотическом давлении наступает плазмолиз (обезвоживание) клеток микробов, инактивируются ферменты. Консервирующее действие поваренной соли обусловлено также присоединением катионов натрия и анионов хлора по месту пептидных связей белковых молекул, в результате чего белки становятся недоступными для питания микроорганизмов. Для надежной сохранности пищевых продуктов необходимы довольно высокие концентрации: соли 10-12 %, сахара 60-70 %. Иногда эти методы дополняются тепловой стерилизацией.  
      При консервировании сушкой влагу чаще всего удаляют тепловым способом с использованием в качестве теплоносителя воздуха температурой 80-120 градусов и выше. При тепловой сушке изменяются цвет, вкус, запах продуктов, разрушаются витамины.

      При высушивании методом сублимации продукт обезвоживается в замороженном состоянии (температура -5 градусов и ниже) и при глубоком вакууме (1,5-2,0 мПа). У высушенных продуктов быстро восстанавливаются свойства при заливке их теплой водой. Консервируют методом сублимации мясо, овощи, фрукты, соки и другие продукты.

      Биохимические методы

      Большинство микроорганизмов, особенно гнилостных, вызывающих порчу плодов и овощей, плохо развиваются в среде, содержащей кислоты или спирт. На этом свойстве микроорганизмов основаны квашение, маринование и спиртование продуктов. Эти методы различаются способом создания нужной концентрации кислоты или спирта.

      При мариновании необходимое количество уксусной или лимонной кислоты 0,6-0,12 % вносится в маринадную заливку извне; при квашении (солении, мочении) необходимая кислота накапливается биохимическим путем в процесс молочно-кислого сбраживания сахаров бактериями, содержащимися в продуктах.

      Внесение  этилового спирта концентрацией не менее 16 % приостанавливает биохимические процессы в продуктах; при спиртовом брожении то же вещество образуется путем биохимических превращений органических веществ самого продукта с помощью соответствующих микроорганизмов. При содержании спирта в алкогольных напитках 10-20 % развитие микроорганизмов подавляется, а при более высоких концентрациях спирта они погибают.  
   

      Химические  методы

      Основаны  на внесении в продукт небольших  количеств химических веществ-консервантов, обладающих бактерицидным или антисептическим действием и не оказывающих в применяемых концентрациях вредного влияния на организм при применении продукта.

      Антисептиками называют химические вещества, которые являются ядовитыми для микроорганизмов. Проникая в живые клетки, эти вещества вступают во взаимодействие с белками протоплазмы, парализуя ее жизнедеятельность.  
      Идеальные антисептики должны удовлетворять следующим требованиям:  
           - быть ядовитыми для микроорганизмов и не оказывать вредного воздействия на организм человека;

      - не вступать в химические связи  с веществом продукта, придавая ему неприятный запах или привкус;

      - не реагировать с материалом  технологического оборудования  и тары для консервирования; - легко удаляться из продукта перед употреблением.  
      Наилучшим антисептиком является сернистый ангидрид SO₂: он плохо растворим в воде, легко удаляется из продуктов; но сернистый ангидрид в применяемой концентрации ядовит для человека, придает продуктам неприятный вкус и запах, корродирует оборудование, поэтому используется для кратковременного хранения фруктовых полуфабрикатов с их последующей кулинарной обработкой.  
      В последние годы в консервном производстве успешно используют бензойную кислоту в виде натриевой соли и сорбиновую или ее калиевую соль в количестве 0,05-1,0 %. Эти антисептики применяются при консервировании рыбы, фруктовых соков и кондитерских изделий. Бензойная кислота придает продуктам своеобразный привкус, из продукта не удаляется; сорбиновая кислота не влияет на вкусовые свойства продуктов, в организме человека разлагается с образованием безвредных соединений.

      Антибиотики также обладают бактерицидными свойствами, используются в количестве, измеряемом несколькими десятитысячными долями процента. Систематическое применение антибиотиков вредно для организма человека. Единственный антибиотик, разрешенный к применению Минздравом России - хлортетрациклин (биомицин). Он обладает способностью разлагаться даже при непродолжительном кипячении. Его можно использовать для консервирования продуктов животного происхождения - мяса, рыбы, птицы, которые употребляются в пищу после кулинарной обработки. Возможно использование в консервировании антибиотиков, не применяемых в медицине. Например, низин концентрацией 0,01-0,02% вводят в консервы для смягчения режимов стерилизации.  
   Из фитонцидов наиболее подходящим для консервирования является аллиловое масло (содержащееся в семенах горчицы), введение которого в количестве 0,002 % позволяет после пастеризации сохранять продукты более года в герметичной упаковке.

      Эффективным методом консервирования является копчение, сочетающее несколько факторов: обезвоживание, действие соли и бактерицидных веществ, содержащихся в коптильном газе или жидкости. При копчении в продукте накапливаются канцерогенные вещества.  

      Лекция 11. 

      Зерновые  культуры

      Классификация зерновых культур

      Зерновые культуры принадлежат к различным ботаническим семействам: хлебным злакам, которые подразделяются на типичные (пшеница, рожь, овес, ячмень, тритикале) и просовидные (просо, рис, кукуруза, сорго); гречишным (гречиха) и бобовым (горох, фасоль, чечевица, соя, бобы).

      Хлебные злаки являются основными зерновыми растениями. Они имеют характерные морфологические признаки: мочковатый корень; стебель - соломину, разделенную узлами-перегородками на несколько частей (междоузлий); листья - прямые пластины ланцетовидной формы; цветы злаков лишены венчика и приспособлены к опылению с помощью ветра. Цветы пшеницы, ржи, ячменя, тритикале собраны в соцветие - сложный колос; соцветие проса, овса, риса, сорго - метелка. Особое строение соцветий характерно для кукурузы, у которой цветы раздельнополые; плодоносящим соцветием является початок.  
      Плод хлебных злаков - зерновка (зерно).Различают голозерные культуры (пшеница, рожь, кукуруза), зерно которых покрыто только плодовыми и семенными оболочками, и пленчатые (просо, рис, овес, ячмень), у которых при обмолоте цветочные пленки остаются на зерне поверх плодовых оболочек.  
      У типичных злаков зерно удлиненной, овальной, бочкообразной или веретенообразной формы. Вдоль нижней стороны зерна проходит бороздка, заходящая далеко вглубь зерна. На остром конце выпуклой верхней стороны зерна расположен зародыш, противоположный тупой конец зерна покрыт волосками - бородкой. Прорастает зерно одновременно несколькими корешками.  
      Зерно просовидных злаков бывает различной формы (удлиненной, округлой, неправильной). Зародыш расположен в нижней части зерна, бородка и бороздка отсутствуют, прорастает зерно одним корешком.  
     По времени посева пшеницу, рожь и ячмень подразделяют на озимые и яровые; остальные культуры выращивают только яровыми.

      Гречишные культуры представлены только одной культурой - гречихой обыкновенной. Она обладает сильно развитым корнем, стебель заполнен сосудистыми тканями, листья имеют длинный черешок и пластины своеобразной формы, цветы с белым и розовым венчиком, опыляемые насекомыми. Плод гречихи - орешек трехгранной формы, сверху покрыт грубыми коричневыми плодовыми оболочками.