Библиотека Курс лекций. Курс лекцій для студентів денної і заочної форми навчання спеціальності 091711 "Технологія харчування" Затверджено
 Скачать 4.82 Mb.
|
Тема лекции:ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ растительного сырья План 1. истОРИЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ 2. Основные вещества, входящие в состав овощей и фруктов 3. Факторы, ухудшающие качество фруктов и овощей 4. Способы консервирования 5. Тара для консервирования 6. Основные операции при консервировании фруктов и овощей Несмотря на то, что наше население уже много лет не испытывает недостатка в продуктах, нельзя сказать, что все проблемы питания решены. Когда-то гласность показала, что с достатком продуктов для всего населения, некоторые сами для себя решали все проблемы, что оказалось слишком упрощенным. Наоборот, появились новые проблемы, о существовании которых в предыдущие несколько десятилетий не могли и предполагать. И в то же время обнаружились изъяны и ошибки в питании отдельных лиц и групп населения, хотя большинство не было на дефиците, т.е. на неуместно низком уровне потребления питательных веществ. Не менее часто встречаются случаи чрезмерного потребления, т.е. здесь речь идет о слишком высокой энергетической дозе или чрезмерном потреблении жиров. Обе эти ошибки очень типичны для современных пищевых потребностей в нашей стране. К недостаткам нашего питания относится и низкое потребление фруктов и овощей. В соответствии с заложенной моделью рекомендуемых норм питания, каждому человеку за год надо съесть примерно 103 кг овощей, в пересчете на свежие продукты. Действительно свежих овощей надо съесть примерно 70 кг. Рекомендуемый уровень потребления фруктов и изделий из них составляет около 70 кг, пересчете на свежие фрукты. В свежем виде надо каждому съесть 49 кг фруктов за год и в том числе 16 кг цитрусовых плодов. Овощи и фрукты представляют собой основную группу продуктов, необходимую составную часть питания в каждой возрастной группе от младенца до старика. Фрукты и овощи дают человеку очень много важных веществ и кажется, что в этом направлении достижения наших знаний, наконец, сходятся. Свидетельством того является открытие о значении волокон, т.е. не перевариваемых полисахаридов и лигнина. Фрукты и овощи представляют собой низкокалорийные продукты, что, однако, при нашем способе питания является достоинством. Наше население очень часто нарушает рекомендуемые энергетические порции. Лицам, которым нужно следить за массой своего тела, которым надо "сбросить" несколько килограммов своего тела, рекомендуется включать в свой рацион фрукты и овощи, за исключением некоторых сортов и с исключением из рациона большого количества сахара и жира. При диетическом лечении ожирения и атеросклероза иногда применяют так называемый фруктовый или овощной день, когда больные целый день ничего не едят, кроме фруктов и овощей. Это приводит к тому, что за такой день тело сбросит нежелательный продукт обмена веществ, набранный в предшествующее время. По содержанию жиров, польза от овощей и фруктов довольно низкая. Овощи и фрукты являются богатым источником калия, жизненно необходимым в каждый период жизни. Обогатить стол фруктами и овощами означает сдвинуть соотношение натрия и калия в пользу калия. С медицинской точки зрения это часто целесообразно, а иногда и необходимо. Овощи и фрукты, конечно содержат и ряд других, так называемых сопутствующих элементов, которые содержатся в незначительных количествах, однако потребление их просто необходимо. Если сравнить по важности все множество фруктов и овощей, то обнаружится, минеральных веществ больше содержится в овощах. При этом надо помнить, что содержание минеральных веществ при консервировании сильно не меняется, в отличие от витаминов, чувствительных к нагреву. Рассматривая овощи и фрукты с точки зрения содержащихся в них витаминов, мы должны на первое место поставить витамин C. В консервах, конечно, первоначальное содержание этого витамина понижено, однако, когда свежих сортов мало, консервированные фрукты и овощи дают значительную добавку к рекомендуемому рациону. Значительно и содержание каротина - провитамина А, особенно в некоторых овощах, а не только в моркови. Овощи и фрукты содержат и ряд других витаминов, их доля в общем содержании общепринятого рациона обычно довольно значительна. Только в последние несколько лет стали публиковаться труды о влиянии на здоровье так называемых волокон, содержащихся как во фруктах, так и в овощах. К волокнам относятся целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин и лигнин. Кроме последнего из названных веществ, указанные полисахариды в организме не перевариваются. При недостатке этих веществ в пище человека становится предрасположенным к ряду болезней, таких, как запор, грыжа, доброкачественные и злокачественные опухоли толстой кишки, болезни желудка, возможна ишемическая болезнь сердца, которая в народе известна как инфаркт сердца. Знаете ли вы, что на последнюю названную болезнь овощи и фрукты благоприятно влияют двумя способами - оказывают воздействие на метаболизм витамина С и снижают влияние метаболизма жиров вместе с холестерином, воздействием волокон, в основном пектина. В значении овощей и фруктов в питании современного человека никто не сомневается, что подтверждается многими документами. В нашей географической полосе есть богатый выбор свежих овощей и фруктов, ограниченный в одну часть года, и как раз в это время находят должное применение произведенные консервы. Без них бы наше потребление овощей и фруктов было бы значительно сниженным, и действительно, без консервов мы бы не смогли достичь планового уровня жизни. Действительно важно, что в домашнем консервировании применяются плоды домашнего происхождения, часто выращенные на малых загородных дачах с великой заботой и энтузиазмом. Правильное и гигиенически безопасное консервирование оказывает значительную помощь и в улучшении жизни нашего общества. истОРИЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ Человек всегда вносил растительные продукты в течение продолжительного времени в рацион своего питания. Цивилизация и прогресс принесли принципиальное решение этой проблемы. Современный способ жизни вынудил развивать направление хранения продуктов длительное время не только в свежем состоянии, а и в такой форме, которая наиболее сохранит их естественное состояние. Консервированием считается каждое умышленное мероприятие, которое придает сырью форму, пригодную для длительного хранения, и позволяет сохранить его природные свойства. Слово "консервирование" произошло от латинского слова conserve, которое означает "сохранение". Научные основы современных методов консервирования были даны еще в 19 веке, когда кроме видимых виновников разложения продуктов, таких, как плесень и грибки, были обнаружены и невидимые формы микроорганизмов, бактерии и дрожжевые грибки. Это открытие сделал знаменитый французский химик Луи Пастер (1822 - 1895), который подробно изучил, прежде всего, дрожжевые и патогенные микробы и одновременно заложил научную основу умерщвления их зародышей. В честь него был назван пастеризацией способ частичной стерилизации веществ повышенной температурой, прежде всего, жидких. Пастер имел предшественников в специальности практического консервирования продуктов, им был парижский повар Николас Апперт (умер в 1840). В 1804 году он попробовал консервировать продукты в жестяных банках кипячением и свой способ описал и показал в Париже в 1810 году (L`art de conserver toutes les substances animales et vegetales, Paris 1810, первое немецкое издание вышло в Праге в 1844 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 поле его выхода это отверстие запаивали. Герметично заполненную банку затем кипятили в горячей воде, при этом, чтобы температура могла подниматься до 135 oC, добавляли различные соли и тем самым достигали требуемой степени стерилизации. Дальнейшая эволюция принесло не только знание причин разложения, но и дальнейших биохимических изменений, объяснила значение продуктового метаболизма (обмена веществ), как исходных веществ, так и потребности метаболизма человека, для которого вполне хватает основных питательных веществ, таких как сахариды, липиды и белки и биокатализаторов, прежде всего, витаминов, ферментов, веществ роста, пигментов и антибиотиков. Это дало возможность научной специальности консервирования продуктов, которая рациональным способом обеспечивает долговременное хранение трудно сохраняемых продуктов, прежде всего, фруктов и овощей, для круглогодичного употребления и в такой форме, которая лучше всего сохраняет их первоначальный вид. Из этого наброска вытекает важность консервирования, его значение социальное, государственное и гигиеническое, как с точки зрения производителя, так и потребителя. Основные вещества, входящие в состав овощей и фруктов Вода Сырье для консервирования содержит 70-95 % воды, в которой растворены многочисленные сложные вещества. Вода же является реакционной средой в живых клетках, в которой происходят сложные химические процессы. Сахариды Главным энергетическим звеном фруктов и овощей являются сахариды, которые содержатся в их веществе в количестве от 0,5 до 25 %. Белки Белки и их составные части - аминокислоты, главным источником которых являются животные продукты, такие как мясо, молоко, яйца, содержатся в консервированных продуктах в небольших количествах, около 1-3,5 %. Однако некоторые растения имеют высокое содержание этих веществ, например, зеленый горошек (6,3 %), брюссельская капуста (5,5 %) и чеснок (5,6 %). Все-таки нужно уделить белкам значительное внимание из-за их биологического значения. Жиры Мякоть фруктов и овощей содержит их от 0,5 до 1,5 %, больше жиров содержится в семенах, где накапливаются резервные вещества. Важным качеством жиров является их склонность к окислению, при котором происходит снижение качества продукта. Ввиду низкого содержания жиров в консервируемых продуктах, угроза этого процесса полностью исключается. Пектиновые вещества В растениях встречаются пектиновые вещества с одной стороны в форме нерастворимых пектоцеллюлоз и протопектина, которые заполняют межклеточное пространство растений, а с другой стороны как коллоидные растворы пектинов, содержащихся в клеточном соке. Пектины являются важными веществами в технологии консервирования, потому что при подходящих условиях, т.е. при наличии большого количества сахара и в кислой среде, способны образовать при нагревании прочные желе. Применяются также в естественном виде как сырье или добавка к подобным препаратам, производимым промышленностью. Органические кислоты Органические кислоты встречаются, как правило, во фруктах (0,33 - 3,3 %), зато овощи содержат их большее количество, но как исключение (помидоры, ревень). Их присутствие определяется по типичному вкусу фруктов и облегчает пищеварение. 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, она связывает кальций до нерастворимых соединений и тем самым обедняет продукты, она является главной кислотой в ревене (целых 8 %), Дубильные вещества Когда содержание этих веществ невелико, они помогают выражению вкуса фруктов. Если же их много, они придают плодам терпкий и вяжущий вкус (рябина, терн, незрелые фрукты). Проявляют себя как составные части ферментов, которые при взаимодействии с кислородом воздуха придают веществу фруктов коричневую окраску. Растительные пигменты Пигменты, содержащиеся в растениях, представляют собой очень разнородные химические вещества. Кроме своей явной функции, т.е. придания фруктам и овощам разнообразной и привлекательной окраски, некоторые из них играют и важную биохимическую роль. Ароматические вещества. Характерный вкус и запах придает фруктам и овощам широкая палитра химически разнородных веществ, присутствующих в них в очень малых концентрациях. Среди ароматических веществ во фруктах чаще всего встречаются эфирномасляничные кислоты, альдегиды, спирты и терпеновые вещества. Большинство этих соединений имеют очень низкую точку кипения, что при выпаривании материала приводит к их испарению в первую очередь из водного содержания и фруктовая масса теряет ценные вкусовые качества. В промышленном технологическом процессе сегодня все больше расширяется консервирование ароматических веществ, которые на конечной стадии обработки возвращаются обратно в продукты. Витамины Витамины являются веществами различного химического строения, которые в незаметных концентрациях производят в живых организмах значительное действие. Являются для человека совершенно незаменимыми, и так как человеческий организм не может сам их синтезировать, он должен их принимать в продуктах - или в готовой форме или как провитамины. В доказательство этого приведена таблица 3, из которой видно, что фрукты и овощи являются их богатыми источниками (исключая витамин D). То обстоятельство, что большая часть веществ чувствительна к окислению, к воздействию высокой температуры и к выщелачиванию, обязывает нас вовремя и очень бережно обрабатывать продукты для консервирования. Витамины подразделяются на растворимые в масляных растворах, к ним относятся витамины A, D, E и K и на растворимые в воде - витамины группы B и витамин С. 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. 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-востановительные 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. 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 oC, 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. 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 %). 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. Факторы, ухудшающие качество фруктов и овощей Сложный биохимический характер фруктов и овощей создает предпосылки к большому ряду изменений, которые часто приводят их за относительно короткое время к полной негодности. Эти изменения можно свести к трем основным группам. 1. 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. 2. 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 pH влияет стабилизирующе на фруктовые и овощные изделия. Аналогично некоторым органическим кислотам можно использовать их соли (например, сорбиновой и бензойной кислот) 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 C 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. |