микробиологический метод консервирования плодов и овощей

Тема лекции №8 Микробиологические методы консервирования

Развитие микробиологических процессов и преобладание одного над другим зависят от обсемененности сырья различными видами микроорганизмов; температуры брожения и хранения продукции; концентрации соли, кислот и сахаров; доступа воздуха.

Молочнокислое брожение. Вызывается молочнокислыми бактериями различных видов, но все они развиваются без доступа воздуха, т.е. являются анаэробными. Следовательно, изолируя продукцию от доступа воздуха, можно избавиться от нежелательных процессов, которые развиваются в присутствии кислорода (уксуснокислое брожение, гниение, плесневение).

Молочнокислое брожение происходит в результате использования сахаров. Из одной молекулы глюкозы или фруктозы при брожении образуются две молекулы молочной кислоты. Кроме молочной кислоты, возможно образование незначительного количества пировиноградной, лимонной кислот и других веществ, которые не ухудшают качество продукции, а создают своеобразный приятный вкус и аромат.

Возможно накопление летучих кислот (уксусной, муравьиной, пропионовой), которые ухудшают качество моченой продукции, и их количество строго ограничивается стандартом.

Большинство микроорганизмов хорошо развиваются в среде, близкой к нейтральной (рН 7). Для молочнокислых бактерий лучшей реакцией среды является слабокислая (рН 4,9- 6,0). Однако есть предел значения рН, ниже которого, т.е. при большей кислотности, данные микробы не развиваются. Таким пределом является рН: для бактерий гнилостных 4,4-5,0, маслянокислых 4,5, молочнокислых 3,0-4,4, винных дрожжей 2,5-3,0, плесеней 1,2-3,0. Для подавления размножения гнилостных и маслянокислых бактерий необходимо создавать условия для быстрого увеличения кислотности среды в результате интенсивного развития молочнокислого брожения.

Спиртовое брожение. Развивается при мочении плодов и ягод за счет сахаров в результате деятельности винных дрожжей с образованием винного спирта (в яблоках его может накопиться до 18%) и диоксида углерода. Кроме винного, образуются и другие спирты. При взаимодействии кислот и спиртов получаются сложные эфиры, придающие аромат моченым плодам и ягодам. Диоксид углерода частично остается в плодах и придает им освежающую приятную остроту. Спиртовое брожение идет без доступа воздуха.

Оптимальная температура для всех микробиологических процессов 35-40 о С. Дальнейшее повышение ее приводит к разрушению ферментов микроорганизмов, а снижение замедляет деятельность микроорганизмов. Маслянокислое брожении начинается при температуре выше 25 о С. Для предотвращения маслянокислого брожения при микробиологическом консервировании необходимо поддерживать температуру не выше 22 о С. При этом необходимо помнить, что в почве имеются холодостойкие расы маслянокислых бактерий, развивающиеся при температуре около 10 о С. Для предотвращения развития этих бактерий сырье необходимо тщательно мыть.

Уксуснокислое брожение. Уксуснокислые бактерии сбраживают образовавшийся в результате спиртового брожения спирт в уксусную кислоту и придают готовой продукции нехарактерный привкус и аромат. Уксуснокислые бактерии развиваются только на поверхности продукта в присутствии кислорода воздуха.

Хранение. Моченые плоды готовыми к употреблению становятся через 30 дней при хранении в неохлаждаемых складах и через 60 дней при хранении в охлаждаемых складах.

Возможно и другие рецепты с большим или меньшим использованием различных составных частей. В процессе предварительной и вторичной ферментации масса продукции уменьшается на 6,3%.

Вопросы:

На чем основаны микробиологические методы консервирования?

В результате чего происходит молочнокислое брожение?

В каких условиях протекает спиртовое брожение?

Какими бактериями вызывается маслянокислое брожение?

Какие условия необходимы для развития уксуснокислого брожения?

Источник

Микробиологический метод консервирования плодов и овощей

Глава 6. Микробиологические методы консервирования

§ 1. Микробиологические процессы при солении, квашении и мочении

Молочнокислое брожение. Вызывают его молочнокислые бактерии, которые развиваются без доступа воздуха, используя сахара. Накопление молочной кислоты подавляет развитие гнилостных и маслянокислых бактерий. Молочная кислота при этом способе консервирования служит основным консервантом.

Маслянокислое брожение. Вызывают его маслянокислые бактерии, развивается оно в присутствии сахаров или молочной кислоты. Придает продукции прогорклый вкус, консистенция плодов и овощей при этом размягчается. Развивается без доступа воздуха, но при высокой температуре (выше 25 °С). Поэтому снижение температуры, а также тщательная мойка сырья (в почве есть холодостойкие расы маслянокислых бактерий) дают возможность избавиться от маслянокислого брожения.

Уксуснокислое окисление (скисание). Образуют его уксуснокислые бактерии, которые сбраживают спирт в уксус. Происходит в присутствии кислорода воздуха.

На поверхности продукции в присутствии молочной кислоты могут развиваться пленчатые дрожжи. Снижение кислотности соленой, моченой и квашеной продукции вызывает развитие гнилостных процессов. Они происходят как в присутствии кислорода, так и без него из-за развития бактерий. Развитию последних препятствует повышенная кислотность среды.

Таким образом, от нежелательных микробиологических процессов можно избавиться изоляцией продукции от доступа воздуха, снижением температуры и повышением кислотности среды. Добавление соли при солении и квашении подавляет развитие гнилостных бактерий, но не мешает (при концентрации ее до 8%) молочнокислому брожению.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите микробиологические процессы, протекающие при солении, квашении и мочении.

2. В чем сущность молочнокислого брожения?

3. Как избавиться от нежелательных микробиологических процессов?

Источник

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ

Биологические принципы консервирования

Продукты растительного происхождения не могут сохраняться длительное время. Порча плодов и овощей происходит в результате естественных биохимических процессов, идущих в них, и вследствие деятельности микроорганизмов. Консервирование (от лат. conserve — сохранение) — сохранение плодов, овощей и продуктов их переработки в течение продолжительного времени путем регулирования биологических процессов, лежащих в основе порчи.

Плоды и овощи, предназначенные для хранения и переработки, представляют собой живые вегетативные и генеративные органы растений, которые уже отделены от растения. Поступление питательных веществ в эти органы прекращено, однако в них продолжают идти биологические процессы. Основные биологические процессы — дыхание и транспирация (испарение, от лат. spiro — выдыхаю). При дыхании органические вещества плодов, например сахара, окисляются до С0₂ и Н₂0 с выделением энергии. Транспирация ведет к постепенному обезвоживанию растительной ткани: сочные плоды становятся вялыми, мягкими, сморщиваются. Биохимические процессы в растительном сырье приводят только к потреблению, расходованию ценных питательных веществ и воды без возобновления. Масса его уменьшается, снижается пищевая ценность, ухудшаются органолептические свойства. Таким образом, нормальное течение жизненных процессов в здоровых неповрежденных плодах таит в себе неминуемую их гибель и последующую порчу.

На поверхности плодов и овощей обитают разнообразные микроорганизмы. Их жизненная активность определяется совокупностью факторов внешней среды: количеством доступных питательных веществ, температурными условиями, влажностью, pH и др. На здоровых неповрежденных растениях доминирует нормальная эпифитная микрофлора, которая не принимает участия в процессах порчи и, как правило, находится в неактивном состоянии, так как количество питательных веществ, выделяющихся в виде экссудатов, весьма незначительно.

Проблема консервирования сводится к регулированию биохимических процессов в растительном сырье (плодах, овощах), с одной стороны, и микроорганизмах — с другой. Изменяя условия среды, воздействуя на сырье и микроорганизмы физическими или химическими факторами, можно добиться сохранения плодоовощной продукции.

В основу методов консервирования положены биологические принципы, сформулированные профессором Я.Я. Никитинским, — биоз, анабиоз, абиоз и ценанабиоз. Принцип биоза заключается в поддержании на низком уровне жизненных процессов в свежей плодоовощной продукции и микроорганизмах, в ней обитающих. На состоянии биоза основано хранение плодов и овощей в свежем виде. При этом для каждого отдельного вида продукции создают оптимальные условия, способствующие поддержанию его естественного иммунитета. Численность микроорганизмов должна оставаться на уровне, не представляющем опасности для сохранения продукции.

Принцип анабиоза состоит в замедлении, торможении жизненных процессов в сырье (плодах, овощах) и микроорганизмах посредством изменения физических или химических факторов среды, например влажности, температуры, кислотности и др. Анабиоз (от греч. а — отрицание, + ап — отрицание, + Ыо — жизнь, т.е. отрицание жизни и отрицание этого отрицания, т.е. возможность оживления) — латентное безжизненное, но обратимое состояние живых биологических систем, когда метаболические процессы в них заторможены или идут на чрезвычайно низком уровне и они ведут себя как «закрытые». На этом принципе основаны многие способы консервирования: сушка, замораживание, маринование, спиртование и др.

Принцип абиоза (от греч. а — отрицание + Ыо — жизнь, т.е. отсутствие жизни) заключается в полном прекращении всех жизненных процессов в растительном сырье и микроорганизмах. Он осуществляется при термическом консервировании (стерилизации), радуризации (облучении) и других способах жесткой обработки плодов и овощей.

Принцип ценанабиоза состоит в изменении посредством внешних воздействий состава естественного биоценоза продукта и получении нового продукта с иным составом микроорганизмов. В соответствии с этим принципом проводится консервирование на основе молочнокислого брожения (квашение, соление, мочение, ферментация) и спиртового брожения при изготовлении вина. Данные способы переработки можно причислить к методам консервирования плодов и овощей лишь условно, поскольку в результате процессов брожения происходит изменение свойств исходного сырья и образуется совсем новый продукт. Сама цель такой обработки заключается не в консервировании, а в получении нового продукта с определенными желаемыми свойствами. Так, вино — это не консервированный виноградный сок, и изготовляют его не для того, чтобы сохранить впрок сок, точно так же квашение капусты проводят не для того, чтобы сохранить в течение длительного времени свежую капусту с присущими ей вкусовыми качествами, а чтобы получить качественно новый закусочный продукт. Однако эти продукты сохраняются благодаря подавлению микроорганизмов с помощью кислоты или спирта.

Как правило, ни один из перечисленных биологических принципов не осуществляется на практике в чистом виде. Чаще всего методы консервирования основываются на нескольких принципах.

Переработка плодов и овощей включает разнообразные способы их обработки с целью предупреждения порчи и сохранения в течение длительного времени. Технология переработки основана на подавлении биологических процессов в сырье и микроорганизмах. Методы переработки плодов и овощей делят на физические, химические и микробиологические. К физическим относят тепловую стерилизацию, охлаждение и замораживание, сушку, облучение, стерилизацию за счет обеспложивающего фильтрования; к химическим — маринование, спиртование, применение высоких концентраций осмотически активных веществ (сахара и соли) и веществ с антимикробным действием: диоксида серы, бензойной и сорбиновой кислот; к микробиологическим — квашение, соление, мочение, ферментацию.

Источник

Микробиологическое консервирование плодоовощной продукции

Основы приготовления солено-квашеных и моченых продуктов.Квашением (мочением) называется консервирование овощей и плодов в результате накопления в них молочной кислоты и других побочных продуктов брожения. Квашение – типичный пример ацидоценоанабиоза. Создание анаэробных условий в продукте препятствует развитию в нем большей части бактериальной флоры, и особенно гнилостной, для которой необходим кислород. Этого достигают содержанием продукта под гнетом в собственном соку или в приготовленных растворах с добавлением соли, а иногда и сахара.

Для успешного развития молочнокислых бактерий в заквашиваемой среде должно быть достаточно сахаров. Исключительное значение имеет создание повышенного осмотического давления введением в продукт поваренной соли, а в некоторых случаях и сахара. Соль не только является регулятором брожения, но и придает вкус продуктам. Поэтому группу квашеных продуктов, в которые вводят соль, называют солено-квашеными.

Для быстрого накопления молочной кислоты необходима высокая температура –
18-22 о С. Температура выше 22 о С нежелательна, так как при этом развиваются маслянокислые бактерии, которые продуцируют масляную кислоту, портящую продукт.

Технология квашения капусты.Капусту заквашивают целыми кочанами или чаще нарезанную (нашинкованную или рубленную). Квасят капусту с кочерыгой или без нее. Существует много рецептов приготовления квашеной капусты. Однако обязательные компоненты в ней – морковь и соль. Добавление моркови (3-5% массы капусты) обеспечивает достаточное количество сахаров для питания молочнокислых бактерий, улучшает внешний вид продукта, повышает его витаминную ценность. Соль вводят в количестве 1,7 % общей массы капусты и моркови. Часто в капусту добавляют яблоки (до 8%), в небольшом количестве специи (лавровый лист, черный перец). Для квашения капусты используют дошники, деревянные бочки, контейнеры, пленочные материалы.

После подготовки капусту и морковь шинкуют и вместе с солью и другими компонентами укладывают в емкость для квашения, тщательно утрамбовывают и после заполне-ния тары накладывают подгнетный деревянный круг, надавливая его гнетом или прессом так, чтобы сок закрывал поверхность капусты. Признаком начала брожения служит легкое помутнение сока и появление на его поверхности пузырьков газов. Образующуюся при этом пену удаляют. При температуре 18-22 о С за 5-7 суток образуется до 1% молочной кислоты (процесс ферментации). Продукт во избежание перекисания охлаждают и хранят при температуре 0-4 о С.

Квашеная капуста хорошего качества должна иметь светло-соломенный цвет, приятный кисловато-солоноваты вкус, приятный специфический аромат, сочную, упругую и хрустящую консистенцию. Концентрация молочной кислоты в ней должна быть 0,7-1,3 %, соли – 1,2-1,8%.

Технология соления огурцов и томатов.Партии сырья сортируют по качеству и калибруют по размеру (огурцы делят на зеленцы, корнишоны и пикули). Томаты сортируют также по степени зрелости. После сортирования огурцы и томаты поступают на мойку. Сильно загрязненные плоды замачивают. Пряности хорошо промывают и нарезают на кусочки длиной не более 8 см, хрен измельчают на корнерезке, у чеснока обрезают донце и шейку, промывают и делят его на зубки. Наиболее распространенная рецептура при солении огурцов: укроп – 3-4 %, хрен –0,5-0,8%, чеснок – 0,25-0,6%, перец горький – 0,1%. Для томатов берут пряностей несколько меньше. Можно также использовать эстрагон, листья петрушки и смородины.

На дно бочки кладут треть порции полагающихся компонентов, затем заполняют огурцами или томатами до половины, после кладут вторую треть пряностей и заполняют бочку доверху. Сверху укладывают оставшиеся пряности так, чтобы укупорочное дно плотно надавливало на их верхний слой. Через шпунтовое отверстие вводят приготовленный рассол. Концентрация рассола зависит от условий хранения, размеров огурцов, степени зрелости томатов и составляет 6-8 %.

Естественная убыль массы при солении огурцов при ферментации составляет 4-7 %. Кислотность готовой продукции (в пересчете на молочную кислоту) должна быть в пределах 0,6-1,2%. Вкус и запах должны быть приятными, свойственными солено-квашеной продукции, огурцы должны иметь специфический хруст.

Технология мочения яблок.Используют плоды осенних и зимних сортов. Отсортированные и промытые яблоки укладывают плотными рядами в подготовленные бочки, дно которых могут выстилать пшеничной или ржаной соломой, предварительно обваренной кипятком. Наполненные бочки укупоривают и через шпунтовое отверстие заливают доверху раствором, содержащим 1-1,5% соли и 2,5-4% сахара. Норма расхода раствора 800 л/т.

Бочки с яблоками выдерживают 3-5 суток при температуре около 15 о С (до накопления 0,3-0,4% молочной кислоты), затем направляют на хранение в прохладное помещение. Мочение можно считать законченным, если массовая доля молочной кислоты в растворе достигает 0,6%. Обычно на это требуется 2-3 недели. Наряду с молочной кислотой в моченых яблоках накапливается небольшое количество спирта, придающего специфический вкус продукту.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Принципы и методы консервирования плодоовощной продукции

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

В зависимости от способов воздействия на плодоовощное сырье и происходящих в нем процессов способы переработки условно делят на следующие группы: биохимические — квашение, соление, мочение, производство плодово-ягодных и виноградных вин; химические — консервирование веществами антисептического действия (сернистой и сорбиновой кислотами, пропионатами и др.) и маринование; физические — термостерилизация (при производстве консервов), сушка, замораживание, лучевая стерилизация и др.; физико-механические — обеспложивающая фильтрация, производство крахмала из картофеля и физико-химические — консервирование сахаром и солью.

Биохимические методы(квашение, соление, мочение — ацидоценоанабиоз). Это повышение кислотности среды, являющейся консервирующим агентом, в результате направленного культивирования определенных групп микроорганизмов. Плоды и овощи содержат достаточное количество углеводов в легкодоступной форме и все необходимые биологически активные вещества для развития комплекса молочнокислых бактерий, повышающих кислотность продукции до уровня, препятствующего развитию гнилостных бактерий, дрожжей и плесеней. Дополнительно при квашении и солении вносят осмофильный агент — поваренную соль, вызывающую плазмолиз клеток и диффузию клеточного сока. Кроме того, соль препятствует развитию гнилостных микроорганизмов на первых этапах гетероферментативного брожения.

Зная отношение микроорганизмов к кислотности среды и регулируя ее рН, можно подавлять или стимулировать развитие микрофлоры, что имеет практическое значение. Неблагоприятное действие кислой среды на гнилостные бактерии положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном и квашеном виде.

На указанном выше принципе основано производство маринованных плодов и овощей. Консервирующее действие только в результате повышения кислотности достигается при производстве острых маринадов, содержащих не менее 1,5. 1,8 % уксусной кислоты. При необходимости получения менее острых маринадов, слабокислых (0,4. 0,6 % уксусной кислоты) или кислых (0,61. 0,90 %) применяется дополнительное консервирующее воздействие высокими температурами (пастеризация или стерилизация).
Химическая стерилизация (химоанабиоз) предусматривает применение химических веществ, обладающих в той или иной степени бактерицидными и фунгицидными свойствами, для предотвращения развития микроорганизмов в плодоовощных продуктах.

Физические методы.К ним относят замораживание, сушку, термостерилизацию, ультрафиолетовые лучи, ультразвук, электрический ток высокой и сверхвысокой частоты.

Замораживание (криоанабиоз) применяют как для хранения сырья с целью последующего его консервирования, так и как самостоятельный способ консервирования. Возможно быстрое замораживание только таких продуктов, биологические, химические и физические свойства которых при замораживании существенно не изменяются. Для замораживания используют здоровые, зрелые и качественные фрукты и овощи. Пригодность сырья к замораживанию желательно предварительно проверить.

Консервирующее действие замораживания основано на том, что при температуре ниже —10 °С микроорганизмы не могут развиваться. Даже психрофильные микробы, которые еще размножаются при температуре около —5 °С, не могут при более низких температурах продолжать свою деятельность, и их обмен веществ практически прекращается. Замороженные плодоовощные продукты могут сохраняться в течение длительного времени и нетребовательны к виду тары и упаковки, но требуют специальных условий хранения и транспортирования на всех этапах единой холодильной цепи.

Термостерилизация (абиоз). Под действием высоких температур
прекращают жизнедеятельность клетки микроорганизмов и сырья.
Продукты, полученные методом термической обработки в герметичной таре, принято называть консервами. В таком виде продукты
могут сохраняться длительное время.

В результате тепловой стерилизации продукции в ней происходя необратимые процессы коагуляции белка, изменения в протоплазм клеток, разрыв клеточной оболочки и наступает полная гибель растительных и микробных клеток. Тепловая обработка приводи к инактивации ферментного комплекса сырья, вследствие чего в растительных тканях прекращаются биохимические процессы.

Ультразвук (УЗ) — это механические колебания с частотами более 20 кГц (более 2000 кол/с), которые находятся за пределом слышимости человека. УЗ-волны могут распространяться в твердых, жидких и газообразных средах и обладают большой механической энергией. С помощью УЗ можно вызвать распад высокомолекулярных соединений, коагуляцию белков, инактивацию ферментов, разрушать частично или полностью многоклеточные и одноклеточные организмы, в том числе и микроорганизмы.
УЗ находит все большее применение в различных отраслях промышленности, в том числе ин пищевой. Разработаны установки для мойки и стерилизации стеклянной тары, предложены технологии по стерилизации воды, жидких пищевых продуктов, в том числе соков и вин.

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

ВЧ-обработку для стерилизации консервов проводят при радиочастотном диапазоне 20. 30 МГц. Более эффективным считается сверхчастотный нагрев при частоте 2400 МГц, при котором можно проводить непрерывную стерилизацию в потоке. При СВЧ-обработке физические свойства продукта, размеры банки и другие параметры стерилизуемой продукции мало влияют на режим генератора микроволновой энергии. Благодаря специфическим особенностям этого способа стерилизации его применение перспективно для термической обработки плодово-ягодных консервов. По сравнению с обычной паровой стерилизацией значительно сокращается время нагревания (1. 3 мин) и улучшаются потребительские свойства готового продукта: аромат, вкус, консистенция, цвет и биологическая ценность (лучше сохраняются витамины). Внедрение указанных видов обработки сдерживается из-за сложности оборудования и контроля температурных параметров технологического процесса. Механизм воздействия на микрофлору ВЧ- или СВЧ-энергии до конца не изучен. Гибель клетки наступает в результате теплового эффекта, но некоторые ученые считают, что существует специфическое воздействие электромагнитных волн. для каждого вида продукта должны быть разработаны свои режимы стерилизации, так как микрофлора по составу и чувствительности сильно различается.

Физико-механический способ(обеспложивающая стерилизация). Этот метод основан на пропускании под давлением прозрачного продукта через фильтры, размер пор которых меньше размера клеток микроорганизмов. Следовательно, происходит механическое выделение клеток микроорганизмов из среды жидкого пищевого продукта. Отсутствие тепловой обработки позволяет максимально сохранить все биологически активные вещества. Однако при использовании бестемпературной стерилизации в продукте остаются активные комплексы ферментов, которые влияют на его цвет, вкус и аромат при хранении. Поэтому продукт перед стерилизацией все равно подвергают обработке, направленной на инактивацию ферментов.

Физико-химический способ(консервирование сахаром — осмоанабиоз). Происходит врезультате повышения осмотического давления субстрата. В природе микроорганизмы встречаются в субстратах с разным содержанием растворенных веществ, следовательно, и с разным осмотическим давлением. Многие микроорганизмы чувствительны даже к небольшому повышению концентрации среды. Повышение концентрации среды выше определенного предела вызывает обезвоживание клеток, при этом поступление в них питательных веществ приостанавливается. В таком состоянии одни микроорганизмы могут длительно сохраняться, другие же быстро погибают. Производство варенья, джема, повидла и цукатов основано на способности сахара повышать осмотическое давление, что приводит к плазмолизу растительных тканей и частичной гибели микроорганизмов. Микроорганизмы, устойчивые к высоким концентрациям сухих веществ в субстрате, обычно переходят в анаболитическое состояние и теряют способность к размножению. Однако при хранении указанных видов продуктов они могут и заплесневеть, и забродить за счет развития осмофильных дрожжей и плесеней. Поэтому наиболее эффективно комбинированное консервирование путем применения осмофильного воздействия сахара и температуры (стерилизации или пастеризации).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник