Методы консервирования пищевых продуктов. Основные методы промышленного консервирования

Средства консервации принято подразделять на четыре группы: 1) масла и смазки; 2) осушители; 3) инертные атмосферы; 4) ингибиторы коррозии.

Кроме того, необходимо выделить так называемые барьерные материалы, назначение которых - предотвратить либо замедлить доступ к изделию агрессивных жидких и газообразных веществ, или создать вокруг него защитную атмосферу, содержащую, например, пары ингибитора, или способствовать сохранению защитных веществ (масел, смазок) на поверхности изделия.

Масла и смазки применяют для краткосрочного хранения изделий. Для легких условий хранения без барьерной упаковки эти средства консервации могут обеспечить защиту в течение 3-5 лет. Однако в большинстве случаев срок хранения изделий не превышает полуторадвух лет.

Смазки состоят из жидкой основы (дисперсионной среды - нефтяные масла) твердого загустителя (дисперсной фазы - мыла, углеводороды, бентонит, силикагель) и различных добавок (графит, тальк, слюда и т.п.). Для защиты от коррозии металлических изделий, машин и оборудования при их транспортировке и длительном хранении применяют специальные консервационные смазки, которые перед началом эксплуатации необходимо заменять на антифрикционные. Существуют рабоче- консервационные смазки, которые не нуждаются в такой замене. Законсервированные ими изделия могут непосредственно после транспортировки и хранения включаться в эксплуатацию.

Основные объекты применения смазок - открытые и негерметизированные узлы трения; труднодоступные узлы трения; механизмы, расположенные под переменным углом к горизонту; узлы трения, где невозможна частая смена смазочного материала.

Смазки необходимо применять в следующих случаях:

• ? переменный скоростной режим эксплуатации машин;
• ? вынужденный контакт узла трения или защищаемой поверхности с водой либо агрессивными средами;
• ? резко изменяющийся температурный режим;
• ? герметизация подвижных уплотнений, сальников и резьбовых соединений;
• ? длительная консервация машин, оборудования, приборов и металлических изделий;
• ? необходимость упростить конструкцию, уменьшить массу и размер смазываемых устройств.

Только 14% смазок расходуется для консервации и 2% - для герметизации. Остальные смазки используют в качестве антифрикционных смазочных материалов для уменьшения трения и износа трущихся деталей.

По сравнению с маслами смазки имеют следующие преимущества:

П способность удерживаться в негерметизированных узлах трения;

П высокая эффективность в работе при одновременном воздействии повышенных температур, давлений, ударных нагрузок и переменных режимов скоростей;

П более высокие защитные свойства по отношению к коррозии, повышенная водостойкость;

П способность обеспечивать лучшую герметизацию узлов трения и предохранять их от загрязнения;

• ? значительно меньшая зависимость вязкости от температуры, что позволяет применять их в более широком интервале температур;
• ? лучшая смазочная способность;
• ? больший ресурс работоспособности и меньший расход.

К недостаткам смазок следует отнести более низкую охлаждающую способность, большую склонность к окислению и сложность при использовании в централизованных системах.

Консервационные, а позднее консервационно-рабо- чие и рабоче-консервационные масла полностью вытеснили пластичные смазки из сферы внутренней консервации двигателей машин и механизмов. Преимущества применения этих смазочных материалов для внутренней защиты металлических изделий взамен плотных смазок и рабочих масел следующие: снижение коррозионно-механического износа машин и механизмов, продление срока их службы и повышение надежности (безотказности в работе), снижение затрат и относительной стоимости консервации и расконсервации техники (в 3-5 раз по сравнению с рабочими маслами и в 6-10 раз по сравнению с плотными смазками).

Выделяют две основные области их применения:

• 1) непосредственно на металлообрабатывающих, машиностроительных и других предприятиях для межоперационной защиты деталей и узлов и консервации изделия в сборе на период его транспортировки и хранения;
• 2) при хранении, периодической и постоянной эксплуатации техники.

Консервационно-рабочие и рабоче-консервационные масла отличаются от консервационных тем, что после завершения периода хранения на них разрешена эксплуатация техники. Эксплуатировать технику, даже кратковременно, на консервационных маслах запрещается.

Общее достоинство масел и смазок - дешевизна. Их наносят на поверхность изделий намазыванием, распылением и погружением. Перед консервацией масла разогревают. Нанесение масел при температуре ниже 15 °С недопустимо. Пластичные смазки предварительно расплавляют при температуре 80... 100 °С.

Наиболее широко применяют масла и смазки НГ- 203(А и Б), ПВК, К-17, ВО, РЖ, КРМ. Для консервации используют иногда обычные рабочие масла с добавкой присадок-ингибиторов (например, АКОР-1 или КП) в количествах 5... 15% от массы консервационной смеси.

Осушители применяют для снижения влажности воздуха внутри барьерной упаковки. При длительном хранении влажность воздуха желательно понизить до

20...30%. Обычно в качестве осушителя используют силикагель, иногда другие осушители, например цеолиты. Чтобы обеспечить консервацию изделий на срок 2-3 года, количество силикагеля принимают из расчета 0,1... 1 кг на 1 м 2 упаковочной барьерной пленки. Используемый силикагель должен содержать не более 2% влаги; в противном случае его необходимо предварительно осушить. Контролировать влажность внутри упаковки можно с помощью силикагеля-индикатора, пропитанного хлористым кобальтом. В сухом виде он синий или сине-фиолетовый, при увлажнении становится розовым или фиолетово-розовым.

Недостаток метода осушения - ускоренное старение неметаллических материалов в сухой атмосфере.

Инертные атмосферы применяют в исключительных случаях для консервации особо ответственных изделий, поскольку средство это достаточно дорогое. Но данный метод консервации весьма эффективен. Для создания инертной атмосферы используют азот или гелий, подвергнутый глубокой осушке. Во избежание проникновения влаги внутрь упаковки инертный газ внутри нее должен находиться под избыточным давлением. Это обусловливает использование в качестве упаковки герметичных металлических контейнеров.

Ингибиторы коррозии - универсальные, дешевые и наиболее широко применяемые средства консервации и защиты от коррозии металлических изделий.

Для консервации чаще всего используют один из нижеследующих способов применения ингибиторов.

• 1. Нанесение ингибиторов на поверхность изделия из растворов. Таким образом наносят, например, ингибиторы NaN0 2 , Г-2, НДА, ИФХАН-1 и др.
• 2. Конденсация ингибиторов на поверхности изделий из воздуха, насыщенного их парами. Воздух при высокой температуре насыщают парами ингибитора (НДА, КЦА, ИФХАН-1 и т.д.). Горячий воздух направляется в консервируемое изделие, и ингибитор осаждается тонкой пленкой на его холодных стенках.
• 3. Нанесение на поверхность металла полимерной пленки, содержащей ингибиторы коррозии.

Ингибированные полимерные покрытия подразделяют на неснимаемые и снимаемые. Неснимаемые покрытия предназначены для защиты металлов и металлических изделий на период монтажа, транспортировки и хранения. При необходимости в дальнейшем окрашивать изделия такие ингибированные покрытия можно не удалять. К неснимаемым относят покрытия на основе красок ГФ-570, ГФ-570 РК, эмали МС-1181. Снимаемые покрытия предназначены для защиты металлов и металлических изделий, не подлежащих окраске, на период монтажа, транспортировки и хранения. После выполнения защитных функций такое покрытие удаляется. В этом случае применяют легкоснимаемые (ЛСП) и смываемые покрытия. Смываемые покрытия после выполнения защитных функций удаляются растворителями (ИС-1, ИСМ-3, НГ-216). ЛСП делят на три группы: 1) покрытия на основе пленкообразующих веществ, растворимых в органических растворителях; 2) покрытия на основе водных латексов; 3) покрытия на основе плавких пленкообразующих материалов, наносимых из расплавов.

К первой группе покрытий (полимеры винилхлорида, хлор- и фторпроизводные полиэтилена) относят составы ХВ-036, ХП-1, ФП-5, ФП-6, лаки ХС-5676, ХС-596, покрытие ЛСП, ко второй - защитные покрытия, получаемые из водных дисперсий или эмульсий полимеров: составы АК-535, АК-535П, ИС-К4-51, к третьей - съемное ингибированное покрытие ЗИП на основе этил целлюлозы.

• 4. Упаковка изделий в ингибированную бумагу. Очень распространенный и эффективный способ, применяемый для защиты многих типов изделий. Используют следующие типы таких бумаг: МБГИ (с метанитробензоатом гексаметиленимина - Г-2), НДА (с нитритом ди- циклогексиламина), УНИ (с нитритуротропиновой смесью), БН (с бензоатом натрия) и др.
• 5. Внесение в замкнутое пространство пористого носителя с ингибитором. Метод основан на использовании пористого адсорбента типа «Линосиль» или «Линопон», пропитанного соответствующим ингибитором.

Барьерные материалы также играют важную роль при консервации изделий. К ним относятся парафинированная бумага, бумага с нанесенной на нее пластмассовой пленкой или металлической фольгой, а также поливинилхлоридная и полиэтиленовая пленка. Наиболее распространенный и эффективный материал такого типа - полиэтиленовая пленка. Для очень жестких условий она должна иметь толщину не менее 150 мкм, в остальных случаях - не менее 100 мкм. Паропроницаемость такой пленки составляет 5...8 г/(м 2 -сут) при температуре 40 °С.

Под консервированием принято понимать способ консервации продуктов питания (изготовления консервов), который предусматривает техническую обработку свежего сырья с целью угнетения жизнедеятельности микроорганизмов, которые провоцируют его порчу. Кроме того, к консервированию относится также ряд некоторых других способов, которые повышают срок хранения продуктов питания.

Химические способы консервирования

Среди химических методов консервирования, применяемых в пищевой промышленности, наибольшее значение имеет консервирование поваренной солью, или посол. Кроме того, из химических веществ для консервирования используются уксусная кислота, антисептики, антиокислители, пряности, а также газы.

Посол. Консервирующие свойства растворов поваренной соли обусловлены действием хлористого натрия на белки, ферменты и микроорганизмы. При действии на белки ионы Na + и С1 - , присоединяясь по месту пептидных связей, блокируют их, при этом белковые молекулы приобретают устойчивость к действию протеолитических ферментов. Этот эффект находится в прямой зависимости от концентрации поваренной соли в клеточном соке.

Поваренная соль угнетает и изменяет характер биохимической активности ферментов. В связи с этим протеолитические ферменты микроорганизмов в присутствии соли образуют иные продукты расщепления белков, чем при ее отсутствии. Высокие концентрации соли угнетают биохимическую активность протеолитических ферментов. Жизнедеятельность микроорганизмов сопровождается осмотическим обменом между клеткой и окружающей средой. Когда осмотическое давление раствора, окружающего микробную клетку, оказывается больше осмотического давления плазмы, возникает отток воды из плазмы (плазмолиз), в результате чего в клетке микроорганизма нарушается нормальный обмен веществ.

Применение уксусной кислоты. Консервирование рыбы достигается совместным действием слабых растворов поваренной соли (6-18%) и уксусной кислоты (0,3-2%). Уксусная кислота усиливает консервирующее действие поваренной соли, а поваренная соль ослабляет мацерацию мяса уксусной кислотой. Консервирующее действие уксусной кислоты обусловлено изменениями концентрации водородных ионов и токсическим действием недиссоциированных молекул. Для жизнедеятельности подавляющего большинства микроорганизмов оптимальные значения рН лежат в пределах 6,5-7,5, поэтому снижение рН до 4,5-5,0 обусловливает гибель таких микроорганизмов. Однако есть виды микроорганизмов, способные развиваться даже при рН 2,5-4,0.

Растворы, содержащие 1-2% уксусной кислоты, тормозят развитие большинства гнилостных микроорганизмов, а при 5 - 6% -ной ее концентрации отмирают почти все микробы, но споры остаются жизнеспособными. Стойки к действию растворов уксусной кислоты плесени: слабые растворы стимулируют рост плесени, а некоторые виды плесеней развиваются в растворах, содержащих даже 10% уксусной кислоты. Плесени используют уксусную кислоту как источник углерода, что ведет к уменьшению концентрации кислоты и обеспечивает возможность развития других видов микроорганизмов. Развитие плесеней на поверхности маринадов можно предупредить путем покрытия их слоем растительного масла (исключается контакт с воздухом), а также применением герметической упаковки

Применение антисептиков. Ряд химических веществ обладает способностью вступать в реакцию с протоплазмой микробной клетки и оказывать при этом токсическое действие: парализуют действие ферментов и вызывают гибель микробов; более устойчивы к такому действию споры. Такие вещества называют антисептиками. Консервирующий эффект антисептика зависит от его химической природы, концентрации, температурных условий, рН среды. При концентрации антисептика ниже летальной происходит торможение, а при малых концентрациях даже стимулирование роста микроорганизмов. Повышение температуры усиливает токсичность антисептика. Однако если его концентрация незначительна, то при повышении температуры защитное действие антисептика может быть недостаточным для предохранения продуктов от порчи. Антисептики обладают избирательным действием, поэтому консервирующий эффект отдельных антисептиков зависит как от видового состава микрофлоры, так и от количества микроорганизмов.

Для изготовления пищевых продуктов разрешается применять уротропин, бензойную кислоту и ее натриевую соль (бензоат натрия), сорбиновую кислоту.

Применение антиокислителей. Окисление жиров является очень существенным пороком, который возникает при хранении мороженой, соленой, сушеной рыбы, рыбной муки. Окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов, обусловливается действием кислорода воздуха и окисляющих ферментов (липооксидаз).

Окисление может быть задержано применением антиокислителей, действие которых обусловливается присутствием в их молекуле лабильных водородных атомов, поэтому при образовании перекисей антиокислитель воспринимает энергию и останавливает реакцию самоокисления. Антиокислительный эффект достигается как за счет уничтожения активных перекисей, так и за счет инактивации оксидантов, содержащихся в продукте. Защитное действие антиокислителя продолжается до полного его окисления, после чего процесс окисления субстрата (жира) продолжается.

Химические вещества, стимулирующие действие антиокислителей, но не оказывающие антиокислительного действия, называют синергентами (лимонная кислота).

Применение пряностей. При изготовлении деликатесных слабосоленых рыбных продуктов с добавлением пряностей консервирующий эффект соли несколько усиливается за счет действия эфирных масел, содержащихся в пряных веществах. Токсическое действие эфирных масел различно: наиболее токсичными являются аллилизотиоцианат (из горчицы), эвгенол (из гвоздики), коричный альдегид (корица). Например, эфирное масло горчицы в концентрации 0,2% равноценно по бактерицидному действию 0,031% -ному сернистому ангидриду.

Газовое хранение . Изменение состава воздуха, окружающего продукт, оказывает существенное влияние на жизнедеятельность микрофлоры. Увеличение содержания в воздухе СО 2 тормозит развитие аэробных микроорганизмов, но не влияет на развитие анаэробов. При содержании в воздухе 10-20% СО 2 скорость роста разных видов микроорганизмов уменьшается на 20-50%. Прекращение жизнедеятельности плесеней и бактерий наступает при содержании в воздухе 40-50% С02, однако при этом продукт приобретает неприятные органолептические свойства.

Активно тормозится деятельность плесеней и микроорганизмов озоном: при отрицательных температурах присутствие в воздухе 0,0003-0,0005% озона эффективно тормозит рост микроорганизмов, но активные окислительные свойства озона отрицательно влияют на жирные продукты, вызывая быстрое окисление жира.

Для подавления жизнедеятельности микрофлоры применяют также газообразный сернистый ангидрид и треххлористый азот. Сернистый ангидрид применяется для консервирования плодов и овощей, заготовленных в качестве полуфабриката, для последующей переработки, обеспечивающей разрушение и удаление избытка сернистого ангидрида. В свежих плодах и ягодах содержание сернистого ангидрида не должно превышать 0,15-0,2%, а в готовых изделиях-0,002-0,010%.

Под консервированием принято понимать способ консервации продуктов питания (изготовления консервов), который предусматривает техническую обработку свежего сырья с целью угнетения жизнедеятельности микроорганизмов, которые провоцируют его порчу. Кроме того, к консервированию относится также ряд некоторых других способов, которые повышают срок хранения продуктов питания.

В широком смысле консервирование подразумевает совершенно любой процесс, который значительно удлиняет сохранность продуктов в подходящем для употребления в пищу виде. Основной задачей консервирования является сведение уровня активности воды до минимума, что способствует лишению вредных микроорганизмов среды обитания для последующего развития и порчи продуктов.

Прежде всего, консервирование можно разделить на комплекс мер, необходимых для изоляции продукта, уничтожения содержащихся в нем бактерий и спор, изменения его состава и условий сохранности с целью предотвращения размножения в нем микроорганизмов, защиты изделия от разрушения под воздействием солнечных лучей и высоких температур.

К таковым относится соление, ведь с давних пор поваренную соль используют для сохранения рыбных и мясных продуктов. Это обусловлено способностью соли в процессе осмоса «вытягивать из продукта» влагу. При этом в самом продукте, пропитанном раствором соли, снижается активность воды и он становится непригоден для развития большей части бактерий.

Кроме того, довольно распространенным видом консервирования является квашение, которое представляет собой комбинацию засолки и биологической консервации кислотами. В процессе квашения происходит утилизация сахаров (углеводов) молочнокислыми бактериями, в результате чего начинают выделяться органические кислоты, которые препятствуют развитию плесеней.

Маринование, как еще один из способов консервирования, также производится за счет органических кислот, крайне губительных для бактерий, но пригодных для потребления человеком. Как правило, для маринования применяются уксусная, лимонная, молочная и ряд других кислот, которые способствуют созданию неблагоприятной для развития бактерий кислой среды.

Кандирование - это метод консервирования, при котором свежие фрукты подвергаются температурной обработке в концентрированном сахарном сиропе и последующему высушиванию. Высокая концентрация сахара в результате осмоса не позволяет бактериям развиваться в продукте.

При консервировании могут применяться и другие консерванты, разрешенные в пищевой промышленности. Их добавление помогает обеспечивать улучшение сохранности самых разнообразных продуктов питания (напитков, консервов, пресервов).

Нужно сказать и о методах консервирования, которые связаны с уменьшением содержания воды в продуктах, что также способствует лучшей сохранности сырья. К ним относится сушка, которая признается одним из старейших методов консервирования. В процессе такой обработки продукт частично лишается влаги, тем самым микроорганизмы лишаются среды обитания для развития.

Желирование, как метод консервирования, также эффективно снижает активность воды в продукте питания. Для этого применяется желатин, пектин, альгинаты и крахмал, которые делают желированную массу продукта непроницаемой для плесени и большинства бактерий.

Частичное обезвоживание (порой даже совсем незначительное) и химическая консервация сочетаются в копчении. В процессе этого метода консервирования продукты подвергаются сушке и пропитыванию дымом, а благодаря ароматическим углеводородам они консервируются и приобретают особый аромат.

В процессе вяления также происходит обезвоживание продукта, а также одновременная его некоторая химическая консервация поваренной солью.

Помимо этого, консервирование фруктов и ягод предусматривает варку сырья в сахарном сиропе либо простую упаривание сладких по вкусу соков без добавления сахарного песка.

В промышленном производстве широко применяются такие способы консервирования продуктов, как герметизация и вакуумная упаковка, которые способствуют предотвращению проникновения из воздуха в обработанный продукт микроорганизмов. Благодаря вакуумной упаковке аэробные бактерии остаются без кислорода и впоследствии погибают.

При атмосферной консервации и замене газовой атмосферы инертной продукт (к примеру, салат) в упаковке таким образом сохраняется без нарушения своей формы. А за счет замены кислородом азота убиваются содержащиеся в продуктах насекомые.

Наиболее распространенные в современной пищевой индустрии методы консервирования носят названия стерилизация и пастеризация. Для проведения полной стерилизации порой бывает недостаточно кипячения продукта при 100°С, поэтому для уничтожения термостойких спор бактерий продукт при повышенном давлении нагревают до больших температур.

Пастеризацией называют продолжительное нагревание продукта при соблюдении температурного режима до 60-70 °С. Несмотря на то, что результатом этого процесса является гибель бактерий, их споры способны выживать, поэтому пастеризованные продукты рекомендуется хранить в холоде.

Пастеризацию применяют тогда, если консервированные продукты не нуждаются в длительном хранении, в то время как стерилизация необходима для получения стойких в хранении изделий. Как правило, продукты, которые отличаются достаточно высоким содержанием кислоты, подвергаются пастеризации, а стерилизация используется для сырья с малой кислотностью.

При охлаждении продуктов замедляется деятельность микроорганизмов и предотвращается развитие их зародышей, при этом их замораживание до нуля (и ниже) способствует полной остановке жизнедеятельности бактерий. Именно поэтому традиционно принято хранить консервированные продукты в подвалах или подполах. При сочетании низкой температуры и низкой концентрации кислорода в воздухе можно добиться долгих сроков хранения консервированных продуктов.

Еще один эффективный метод сохранения пищевого сырья - это биологическая консервация, которая подразумевает традиционные способы сохранения продуктов. В частности, специальная ферментация, то есть сбраживание скоропортящихся веществ, в процессе которого образуются консерванты — кислоты и другие микробные метаболиты.

К ним можно отнести вышеупомянутые квашение, брожение (при изготовлении вин и уксуса). Кроме того, примером биологической консервации выступает сыр. Так, сформировавшие продукт бактерии создают естественный барьер для развития в продует других микроорганизмов.

Если Вам понравилась информация, пожалуйста, нажмите кнопку

Способы домашнего консервирования

Чтобы предохранить пищевые продукты от порчи, люди давным-давно разработали способы их сохранения (консервирования) путем сушки, копчения, соления и квашения, маринования, а впоследствии – охлаждения и замораживания, консервирования с сахаром или с применением консервантов и тепловой обработки.

Рассмотрим эти способы домашнего консервирования.