Современные способы консервирования. 2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
(ФГБОУ ВПО «СПбГТЭУ»)
Кафедра экспертизы потребительских товаров
Курсовая работа
по дисциплине «Теоретические основы товароведения »
на тему:
Современные способы консервирования
Направление подготовки 100800 «Товароведение»
Работу выполнила
студентка 2 курса 3321 группы
Научный руководитель
д.т.н., доцент
Санкт-Петербург
2014
Содержание
Введение…………………………………………………………
1 История консервирования
2 Роль органических и неорганических
веществ в технологии консервирования………………………………………
3 Современные способы консервирования и их характеристика………...12
3.1 Физические методы……………………………………………………...
3.2 Физико-химические методы…………………………………………….14
3.3 Химические методы……………………………………………………..16
3.4 Биохимические методы………………………………………………….17
3.5 Комбинированные методы……………………………………………...17
4 Требования к качеству консервов………………………………………...19
Заключение……………………………………………………
Список использованной литературы……………………………………….22
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время вопросы хранения приобретают важное экономическое значение, особенно это касается продовольственных товаров. Для разных товаров данная задача решается неодинаково, так как каждый из них нуждается в определенном режиме хранения, зависящем от его состава, свойств и интенсивности протекающих в них процессах.
Основная задача при хранении – сохранить товар без потерь качества и количества при минимальных затратах труда и материальных средств. При хранении продовольственных товаров в их составе происходят различные изменения, которые можно замедлить или сильно затормозить, но полностью избежать невозможно. Многие продукты даже при непродолжительном сроке хранения часто портятся (мясо, рыба, молоко, большинство овощей, ягод и плодов). Предохранить их от порчи и увеличить сроки хранения можно с помощью консервирования.
Консервирование – это способ хранения пищевых продуктов для увеличения срока их хранения. [5]
Консервирование способствует:
- расширению ассортимента продовольственных товаров и повышению их сохраняемости (например, рыба охлажденная, мороженая, горячего и холодного копчения, вяленая, сушеная);
- улучшению вкуса некоторых продуктов (посол сельди, лососевых рыб, икры, копчение рыбы, колбас);
- устраняет сезонность в потреблении скоропортящихся продуктов, зависимость потребления продуктов питания от места их получения (овощи, плоды, ягоды).
Целью консервирования является создание таких условий, при которых невозможно развитие микроорганизмов и деятельность ферментов, вызывающих порчу пищевых продуктов. Обязательное условие консервирования – сохранение питательной ценности продукта, его качества и безвредности. [1]
Цель написания настоящей курсовой работы – изучить современные способы консервирования продовольственных товаров. Для достижения поставленной цели необходимо:
- рассмотреть историю консервирования продуктов;
- выяснить, какую роль играют органические и неорганические вещества в технологии консервирования;
- изучить современные способы консервирования;
- ознакомиться с требованиями к качеству консервов.
1 ИСТОРИЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ
Причиной изобретения консервов явилась быстрая порча пищевых продуктов. Жители разных частей света боролись с этой проблемой по-разному.
Народы, живущие в северной части планеты, для сохранения провизии закапывали еду в снег либо обкладывали льдом, но жители остальных частей света не могли воспользоваться таким методом. Высокая влажность и жаркий климат провизию делали непригодной к употреблению очень быстро.
История возникновения консервов берёт своё начало с древнеегипетских времён. Исходя из артефактов, найденных учеными-археологами, можно сказать, что древние египтяне освоили процесс консервирования на довольно высоком уровне для тех времен. В растопленный в глиняной чаше жир укладывалось мясо, и сверху помещалась такая же чаша. Тщательно соблюдалось идеальное совпадение краёв, а щели замазывались смолой. В результате получались герметичные консервы, не пропускающие воздух и не дающие возможность бактериям размножиться.
Римляне тоже добились успеха в области консервирования продуктов. Для сохранения виноградного сока они заливали его в амфоры, как следует закупоривали и выдерживали в воде на протяжении месяца.
В Южной Америке индейские племена отличились довольно высоким уровнем развития. Инки, Майя и Ацтеки также использовали консервирование продуктов питания. Индейцы освоили сушку. Для сохранности рыбы ее обрабатывали смесью трав, семян и корений, высушивали на солнце и упаковывали в герметичные кожаные мешки. [13]
Консервы в современном виде появились в 1795 году благодаря французскому повару Николя Франсуа Апперу, победившему в конкурсе на лучший способ длительного хранения продуктов. Повар наполнил банки мясом, бульоном и вареньем, запаял их и долго кипятил. Через восемь месяцев содержимое банок оказалось превосходного качества.
Слово "консервирование" произошло от латинского слова conserve – "сохранение". Научные основы современных методов консервирования были даны в 19 веке. Этим занимался знаменитый французский химик Луи Пастер (1822 – 1895), который подробно изучил дрожжевые и патогенные микробы и заложил научную основу умерщвления их зародышей. В честь него был назван пастеризацией способ частичной стерилизации продуктов.
Пастер имел предшественников в практике консервирования продуктов, им был парижский повар Николас Апперт (1750 – 1841). В 1804 году он попробовал консервировать продукты в жестяных банках кипячением и свой способ описал и показал в Париже в 1810 году. Жестяную банку наполняли продуктами, предназначенными для консервирования, нагревали водяным паром или в горячей воде. Через малое отверстие на верху банки уходил избыточный воздух, а после его выхода это отверстие запаивали. Герметично заполненную банку затем кипятили в горячей воде. [14]
Англичане, попытались украсть идею консервирования и присвоить себе открытие этого метода сохранения качества провизии. Правда, они немного видоизменили сам метод. Если французы консервировали продукты в стеклянной посуде, то англичане решили делать это в специальных банках из жести. Они оказались намного удобнее и дешевле в производстве.
Однако англичане и подумать не могли,
что очень скоро и их отодвинут на второй
план. Американцы поставили процесс консервирования
на промышленные рельсы, и консервы стали
выпускаться миллионами, заполняя мировой
рынок. [13]
2 РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ В ТЕХНОЛОГИИ КОНСЕРВИРОВАНИЯ
Вода. Сырье для консервирования содержит 70—95% воды, в которой растворены многочисленные сложные вещества. Влажность продукта является главной причиной порчи, так как способствует развитию микробов. Некоторые способы консервирования, такие как, сушка, выпаривание, частичная консервация сахаром и замораживанием вызывают существенное снижение содержания воды в продуктах либо ее связывание, что приводит к замедлению химических процессов, а также активности микроорганизмов.
Сахариды. Главным энергетическим звеном фруктов и овощей являются сахариды (их содержание колеблется от 0,5 до 25%). Среди простых сахаридов, содержащихся в сырье для консервирования, лучше всего представлены моносахариды (простые сахара): глюкоза (виноградный сахар), фруктоза (фруктовый сахар) и дисахарид сахароза, получаемый из молекулы глюкозы и фруктозы.
Наивысшую сладость имеет фруктоза, меньшую сахароза и наименее сладкая – глюкоза. Сорбит содержится в рябине, груше, черешне, черносливе и других фруктах и ягодах. Их можно употреблять людям, больным диабетом.
Так же сахара с комплексе с аминокислотами влияют на появление потемнения плодов и овощей при обработке и хранении продукции, что соответственно снижает ее качество. При высших концентрациях сахара, повышенное осмотическое давление сахарной среды делает продукты негодными для микробов, тем самым сахар оказывает консервирующее действие.
Благодаря сахару замедляется окисление витаминов, красителей и ароматических веществ, так как он ограничивает поступление кислорода к продуктам. [11]
Белки. Содержание белков и аминокислот (составных частей белков) во многих консервированных продуктах невелико, около 1 – 3,5%. Однако содержание белка в зеленом горошке, брюссельской капусте и чесноке составляет 5-6%.
Белки имеют важное биологическое и энергетическое значение для человека. Дневная потребность в белках для взрослого человека составляет 80—100 г. При нагревании выше 70оС происходит денатурация белков, что приводит к помутнению фруктовых соков.
Биохимическое и технологическое значение белков заключается в том, что они соединяются с ферментами, ускоряющими химические реакции как в живых растительных клетках, так и в убранном сырье. В консервированных полуфабрикатах и продуктах аминокислоты вместе с сахаром приводят к ферментативному потемнению. [12]
Жиры. Жиры представляют собой нерастворимые в воде эфиры глицерина и жирных кислот. Во фруктах и овощах жиры содержатся в небольшом количестве – от 0,5 до 1,5%. В семенах же жиров больше, так как в них накапливаются резервные вещества.
Жиры имеют склонность к окислению, что приводит к снижению качества продукта. Но так как в консервируемых продуктах содержание жиров мало, то угроза окисления практически исключается. Так, например, может окислиться масло в семенах помидоров при длительном воздействии нагрева, что приведет к ухудшению их вкусовых качеств. Также добавка масла в некоторые овощные консервы (сельдерей, паприка) может при длительном хранении вызвать горьковатый привкус продукта. [7]
Пектиновые вещества. В растениях пектиновые вещества встречаются в двух формах: в виде нерастворимых пектоцеллюлоз и протопектина, которые отвечают за заполнение межклеточного пространства растений, и как коллоидные растворы пектинов, содержащиеся в клеточном соке.
Пектины играют важную роль в технологии консервирования, потому что при нагревании и при наличии большого количества сахара и в кислой среде способны к образованию прочного желе. Однако стоит обратить внимание на то, что длинные цепи пектиновых молекул при длительном хранении фруктов могут разорваться и желе-образующие способности пектина снизятся. В готовом желе пектин препятствует проникновению кислорода к продуктам, что способствует сохранению ценных веществ, разрушающихся под действием кислорода.
Органические кислоты. Органические кислоты встречаются обычно во фруктах (0,33—3,3%), зато овощи содержат их в большем количестве, но в виде исключения (помидоры, ревень). Присутствие кислот в сырье и консервированных продуктах очень значительно. По шкале кислотности различают продукты кислые, слабокислые и полностью некислые. Наличие в плодах органических кислот определяется по характерному вкусу. Они способствуют облегчению пищеварения.
Из органических кислот во фруктах преобладают лимонная, а также яблочная, которые в разных фруктах присутствуют в разных количествах. В небольшом количестве фрукты содержат винную кислоту. Очень вредна щавелевая кислота, которая приводит к обеднению продуктов, она является главной кислотой в ревене, шпинате и щавеле. [3]
Дубильные вещества. Когда содержание этих веществ невелико, они помогают выражению вкуса фруктов. Если же их много, они придают плодам терпкий и вяжущий вкус (рябина, хурма, незрелые фрукты). При взаимодействии с кислородом воздуха и металлическими поверхностями дубильные вещества проявляют коричневую окраску. Отсюда следует, что нельзя использовать в пищу консервы в помятой или поврежденной упаковке.
Растительные пигменты. Пигменты плодов и овощей имеют различную химическую природу, а также некоторые из них играют (помимо придания характерной окраски) важную биохимическую роль.
Во время тепловой обработки овощей хлорофилл подвергается очень быстрым химическим изменениям, которые приводят к появлению оливковой окраски плодов. Реакция ускоряется при повышении температуры и кислотности среды и происходит, например, при стерилизации и хранении огурцов, зеленого горошка, фасоли и т. п. [5]
Каротиноиды придают растениям желтую и оранжевую окраску. К технологическим вмешательствам они сравнительно устойчивы, но несколько чувствительны бывают к окислению. В помидорах и шиповнике вместе каротиноидами содержится и химически подобный ликопин, который под воздействием меди и железа вызывает коричневую окраску плодов.
Антоцианы отвечают за сине-красную окраску таких плодов и ягод, как малина, черника, смородина и другие. Окраска антоциана зависит от кислотности среды. Ярко-красная окраска в кислых веществах, попадая в щелочные среды, становится фиолетовой, а затем синей. При тепловой обработке и при хранении фруктов некоторые из антоцианов очень легко приобретают сероватую окраску. Избежать быстрого разложения этого пигмента поможет хранение при низких температурах. Разложение антоцианов также ускоряет витамин С и двуокись серы, а высокое содержание сахара замедляет разложение этого пигмента. При взаимодействии с оловом антоцианы дают некрасивую фиолетовую окраску, поэтому при стерилизации фруктов, содержащих антоцианы, необходимо использовать лакированные крышки. [9]
Ферменты. Ферменты являются катализаторами биохимических процессов в живых организмах, плодах и овощах. Большинство ферментативных реакций идут при температуре около 45 °С. Все ферменты имеют высшую температуру (обычно выше 60 °С), при которой происходит разрушение белков. При температуре, ниже криоскопической ингибируют. [8]
В сырье для консервирования, прежде всего содержатся ферменты класса оксиредуктаз (L-аскорбиназа, пероксидаза, фенолоксидаза и другие). Они отвечают за катализ окислительно-восстановительных реакций. После сбора явные изменения в веществе сырья для консервирования не происходят благодаря тому, что процесс дыхания не прекращается, а только приходит в равновесие. Но любое механическое воздействие (измельчение, нарезание и т.д.) приводит к дезорганизации ферментативной системы и разрушению витамина С, также окисляются некоторые органические вещества, что приводит к появлению коричневой окраски. Чтобы избежать этого плоды с белой мякотью предварительно замачиваются в слабом растворе лимонной кислоты (это помогает избегать попадание кислорода, необходимого для протекания ферментативных реакций, на поверхность продукта). В измельченных фруктах, предназначенных для приготовления мармелада, или в у некоторых видов озелени для сушки инактивация ферментов достигается своевременным и быстрым нагревом.
Пектолитические ферменты применяются для приданию необходимой консистенции и текучести жидким овощным продуктам. [10]
Минеральные вещества. Минеральные вещества обязательно входят в состав фруктов (0,3 – 1%) и овощей (0,5 – 2%). Они играют большую роль в жизнедеятельности как животных, так и растительных организмов.
Минеральные вещества не имеют никакой энергетической ценности, но все они, несомненно, нужны для обмена веществ и способствуют поддержанию так называемого кислотно-щелочного баланса организма. Некоторые из них, в основном кальций, фосфорная кислота и железо, участвуют в строительстве тканевых систем.
Поэтому наличие минеральных веществ
в консервированных продуктах обязательно.
[9]
3 СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ
И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Целью консервирования является создание таких условий, при которых невозможно развитие микроорганизмов и деятельность ферментов, вызывающих порчу пищевых продуктов.
Как правило, результатом быстрой порчи свежих фруктов, овощей, мяса и рыбы является воздействие микроорганизмов и активность ферментов. Основная задача консервирования – предотвратить пагубное влияние микроорганизмов и ферментов на продукты. Для консервирования необходимо создать условия, при которых подавляется или полностью исключается деятельность микроорганизмов. В практике используются различные способы консервирования: стерилизация, сушка, консервирование с помощью сахара, замораживание и др. [10]
Рассмотрим современные методы консервирования.
3.1. Физические методы
Консервирование действием низких температур – к этому методу относят охлаждение и замораживание.
Охлаждение – очень распространенный метод консервирования. Заключается в понижении температуры продукта при помощи холодильных установок до температуры, близкой к криоскопической, при этом замедляются биохимические процессы, подавляется жизнедеятельность микроорганизмов и протекание ферментативных процессов. Благодаря охлаждению можно сохранить органолептические свойства товаров, но при этом способе консервирования продукты могут храниться недолго – в среднем всего несколько суток.
Замораживание – это метод консервирования, при котором температура продуктов понижается ниже криоскопической на 10 – 30оС. Замораживание является более эффективным способом консервирования, чем охлаждение, так как способствует длительному сохранению пищевых продуктов (год и более). Чем ниже температура, тем быстрее скорость замораживания и выше качество продукта при размораживании. Это обусловлено тем, что при быстром замораживании в тканях продукта образуется меньше крупных кристаллов льда, и, как следствие, при размораживании не происходит разрыва тканей этими кристаллами, благодаря чему не происходит больших потерь клеточного сока. [6]
Однако замороженные продукты уступают по качеству охлажденным, так как при длительном хранении происходят потери в их пищевой и вкусовой ценности, а также возможны потери питательных веществ.
Консервирование высокими температурами проводят для прекращения деятельности микроорганизмов и инактивации ферментов в продуктах. К этому методу относятся пастеризация и стерилизация.
Пастеризация проводится при температуре ниже 100оС. При таком нагревании погибают микроорганизмы, но споры их сохраняются, поэтому способ пастеризации не может гарантировать полной сохранности продукта, но все же продлевает срок хранения продовольственных то варов. При пастеризации происходят лишь частичные потери пищевой ценности и органолептических свойств продуктов, витамины и другие биологические вещества также разрушаются в незначительных количествах.
Стерилизация - более эффективный метод консервирования, чем пастеризация, так как помимо самих микроорганизмов погибают и их споры, что значительно увеличивает сроки хранения. Однако этот способ консервирования значительно снижает вкусовые качества, пищевую и энергетическую ценность продуктов. Стерилизацию проводят при температуре выше 100оС в течение определенного времени (от нескольких секунд – мгновенная стерилизация, до 1 часа – длинная) в зависимости от вида продуктов. [5]
Консервирование ионизирующими излучениями проводят под воздействием α- и β-излучения, рентгеновских лучей и потока электронов. Этот способ консервирования проводится без повышения температуры, поэтому его называют холодной пастеризацией или стерилизацией. Благодаря воздействию ионизирующих лучей микроорганизмы погибают.
Ионизацию продуктов проводят в инертных газах, вакууме, с применением окислителей, в условиях низких температур. Недостаток этого метода – изменение химического состава и органолептических свойств, поэтому в промышленности этот метод используется только для обработки тары, упаковки, помещений.
Консервирование ультразвуком (более 20кГц). Этот метод используют для пастеризации молока, в бродильной и безалкогольной промышленности, для стерилизации консервов. [10]
Облучение ультрафиолетовыми лучами (УФЛ) – это облучение с применением лучей с длиной волны 60-400 нм. Особенно губительны УФЛ для патогенных микроорганизмов и гнилостных бактерий. Поэтому УФЛ применяют для обработки поверхности мясных туш, крупных рыб, колбасных изделий, а также для дезинфекции тары, оборудования, камер холодильников и складских помещений.
Использование обеспложивающих фильтров. В основе этого метода лежит процесс ультрафильтрации, т.е. отделение продукта от возбудителя порчи посредством фильтрации через микроскопические поры специальных фильтров, называемых обеспложивающими. Этот способ позволяет максимально сохранить пищевую ценность и органолептические свойства товаров и применяется для обработки жидких продуктов. [5]
3.2 Физико-химические методы
Сушка (обезвоживание) основана на удалении влаги из продуктов, в результате микроорганизмы не могут развиваться, т.к. для развития жизни необходима вода. Сушеные продукты имеют значительно меньшую массу и объем, по сравнению со свежим сырьем. Также в результате высушивания возрастает энергетическая ценность продукта, а срок хранения может достигать нескольких лет. Однако имеют место и нежелательные изменения: ухудшение вкуса и запаха продукта, появление нежелательной более бледной или коричневой окраски в результате окисления липидов и пигментов.
Сушка бывает двух видов: естественная (на солнце и в тени) и искусственная (тепловая, распылительная, кондуктивная, сублимационная, радиационная).
Тепловая (конвективная) сушка осуществляется в сушильных установках с помощью нагретого до 60-200оС воздуха.
Распылительная сушка – вид искусственной сушки, применяемый в основном для жидких продуктов (молоко, яичный белок). Этот метод заключается в распылении продукта в сушильной камере, куда подается горячий воздух (140-150оС).
Кондуктивная (контактная) сушка – это вид искусственной сушки, при котором удаление влаги из продукта происхоит путем контакта продукта с горячей поверхностью барабанов (сушка молока, картофельного пюре).
Сублимационная сушка – разновидность кондуктивной сушки, основанная на способности льда испаряться, минуя жидкую фазу. Т.е. при сублимационной сушке происходит удаление влаги из замороженного продукта путем сублимации воды в условиях глубокого вакуума.
При этом виде сушки происходят минимальные потери в химическом составе, пищевой ценности и органолептических свойствах. Сублимационная сушка оптимальная для обезвоживания продуктно растительного и животного происхождения.
Радиационная (инфракрасная) сушка основана на поглощении лучистой энергии и переходе ее в тепловую непосредственно в высушиваемом продукте. При этом под воздействие относительно небольших доз излучения погибают гнилостные бактерии и насекомые-вредители. [11]
Консервирование поваренной солью и сахаром. При таком способе консервирования происходит гибель микроорганизмов под действием концентрации сахара около 60-65% либо соли в концентрации 10-20%.
Консервирование сахаром, как правило, происходит под воздействием высоких температур (варка, пастеризация или стерилизация). Такой способ обработки приводит к разрушению витаминов, ароматических и других веществ. Однако консервированные сахаром продукты зачастую обладают высокими вкусовыми свойствами (варенье), хоть это и служит для длительного хранения летнего урожая фруктов и ягод.
При посоле пищевая ценность продукта снижается, так как под воздействием соли образуется рассол. При посоле некоторых видов рыб происходит их созревание, их вкусовые качества улучшаются.
Особенность метода консервирования солью и сахаром заключается в том, что он значительно изменяет свойства сырья и в результате образуется продукт с новыми потребительскими свойствами. [6]
3.3 Химические методы
Консервирование этиловым спиртом. Консервационный эффект достигается за счет добавления этилового спирта в различных концентрациях: при концентрации 12 – 16% задерживается развитие микоорганизмов, при 18% полностью подавляется их жизнедеятельность. Данный способ применяется при производстве плодово-ягодных соков-полуфабрикатов и ликеро-водочных изделий.
Маринование – способ консервирования, заключающийся в добавлении уксусной кислоты в концентрации 1,2 – 1,8%, что способствует повышению кислотности среды. При мариновании подавляется деятельность микрофлоры.
Консервирование кислотами (антисептиками) проводят с применением сернистой кислоты, бензойной кислоты, сорбиновой кислоты.
Консервирование сернистой кислотой (H2SO3) и ее солями – сульфатация. При этом происходит подавление деятельности плесневых бактерий, дрожжи более устойчивы к воздействию H2SO3. Сульфатация применяется для плодов, ягод, овощей и полуфабрикатов.
Бензойная кислота (С6Н5СООН) подавляет жизнедеятельность дрожжей и плесеней, бактерии более устойчивы к ее воздействию. Используется для консервирования плодоовощной, рыбной продукции.
Консервирование сорбиновой кислотой (С6Н8О2) и ее солями используется для консервирования соков, пюре, маринадов, при этом подавляется действие дрожжей и плесневых грибов, но не распространяется на бактерии. Сорбиновая кислота в концентрации 0,1% подавляет действие микроорганизмов сильнее, чем бензойная и сернистая, не изменяя органолептических свойств продукта; в небольших дозах она безвредна для человека. [4]
Консервирование антибиотикам. Антибиотики обладают бактерицидным действием. Самыми распространенными антибиотиками, применяемыми для консервирования, являются биомицин, применяемый для обработки мяса и рыбы, нистатин, применяемый с целью уничтожения плесневых бактерии, и низин, задерживающий развитие патогенных микроорганизмов в молочных и плодоовощных консервах.
Консервирование газами происходит засчет изменения соотношения концентраций кислорода и углекислого газа с дальнейшим подавлением деятельности развития микроорганизмов. Применяют для консервирования овощей, рыбы, мяса, птицы, колбасных изделий.
3.4 Биохимические методы
Брожение является биохимическим методом консервирования. Это процесс распада органических веществ под действием микроорганизмов. В пищевой промышленности используются такие виды брожения, как молочнокислое и спиртовое. Квашение плодов, овощей и производство кефира и кваса происходит благодаря молочнокислому брожению, а в производстве вина и пива применяется спиртовое брожение. [15]
3.5 Комбинированные методы
Копчение – метод консервирования, сочетающий в себе консервирующее действие коптильных веществ, соли, высокой температуры. Этот способ заключается в консервировании уже соленого продукта за счет коптильных веществ или препаратов при воздействии температур. Копчение бывает холодным (при температуре 18 – 40оС) и горячим (60 – 120оС). Копчение применяется в основном для рыбы.