Міністерство аграрної політики та продовольства УкраїниМИКОЛАЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Агрономічний факультет

Кафедра виноградарства

та плодоовочівництва

Миколаїв

2014

Т З П П Р

Дудяк Іван Дмитрович, к. с.-г. н., доцент,

ЛЕКЦІЯ 2

НАУКОВІ

ПРИНЦИПИ

ЗБЕРІГАННЯ І

КОНСЕРВУВАННЯ

ПРОДУКЦІЇ

РОСЛИННИЦТВА

зав. кафедри виноградарства та плодоовочівництва

ПЛАН ЛЕКЦІЇ

1. Наукові основи

принципів зберігання

і консервування

продукції

рослинництва.

2. Біоз.

3. Анабіоз.

4. Абіоз.

1. Наукові основи

принципів зберігання

і консервування

продукції

рослинництва

Псування продукції рослинництва виникає, головним

чином, під дією мікроорганізмів. Плоди і овочі, які

містять багато води і мають такі харчові компоненти,

як цукор, органічні кислоти, азотисті, пектинові

речовини тощо, є хорошим живильним середовищем

для мікробів. Гниття, скисання, бродіння є

мікробіологічними процесами.

Щоб надійно захистити рослинну

продукцію або продукти її

переробки від псування,

необхідно створити такі умови їх

зберігання або так змінити їх

властивості, щоб мікроби, які

потрапили на них, були знищені

або не могли розвиватися і щоб

ферменти, які регулюють

біохімічні процеси, були

інактивовані.

В основу цих способів

запобігання псуванню покладена

біологічна особливість

рослинної сировини володіти

природним імунітетом

(несприйнятливістю) до різних

захворювань. Вона захищена від

всяких впливів рядом

механічних, фізико-хімічних і

хімічних бар'єрів.

У шкірочці плодів та овочів або під нею

майже завжди містяться ефірні олії і

деякі інші леткі речовини бактерицидної

дії, тобто плоди і овочі, що зберігаються,

ніби огорнуті хмарою речовин, які згубно

діють на мікроорганізми. Проникненню

мікробів в середину плодів запобігає

шкірочка, досить міцна і відносно

товста, часто вкрита восковим

нальотом, який інертний в хімічному

відношенні і погано піддається впливу

хімічного і ферментативного апарату

мікробів.

Якщо ж мікроорганізми подолали ці два

бар'єри, все ж таки всередину клітини

їм проникнути нелегко, оскільки клітини

плоду щільно зцементовані інертним в

хімічному відношенні протопектином.

Отже, щоб добратись до кожної окремої

клітини, потрібно їх "розцементувати",

розкласти цей зв'язуючий матеріал.

Наступним бар'єром є клітинна оболонка,

до складу якої входять целюлоза і

протопектин, що важко піддаються

хімічному впливу мікроорганізмів. Під

клітинною оболонкою знаходиться

цитоплазмова оболонка, яка також

потребує особливого впливу для її

руйнування. Включаються в роботу

протеолітичні ферменти, білкові речовини

коагулюють і останній бар'єр на шляху до

клітинного соку ліквідовується. Від

пошкодження цитоплазмової мембрани

плодова клітина гине, сік, який в ній

знаходився, стає доступним для мікробів.

Таким чином, до тих пір, доки

рослинна продукція живе, вона сама

себе захищає від згубної дії

мікроорганізмів без втручання

людини.

Отже, проблема зберігання рослинної сировини і

продуктів її переробки зводиться до регулювання

життєвих процесів, які лежать в основі явища

псування. При цьому маються на увазі як

біологічні процеси, що відбуваються в сировині,

так і життєдіяльність мікроорганізмів. Вони

покладені в основу усіх існуючих методів

зберігання і переробки сировини та її продуктів.

Використовуючи біологічні

принципи, методи консервування (зберігання)

можна поділити на три основні групи:

- методи, які базуються на принципі біозу, тобто

підтримання життєвих процесів в сировині,

використовуючи її природний імунітет;

- методи, які базуються на принципі анабіозу, тобто на

уповільненні, затриманні і пригніченні життєдіяльності

мікроорганізмів і рослинної сировини за допомогою

різних фізичних, хімічних і біологічних факторів;

- методи, які базуються на принципі абіозу, відсутності

життя, тобто на повному припиненні усіх життєвих

процесів як в сировині, так і в мікроорганізмах.

2. БІОЗ

Цей метод полягає в зберіганні плодів

і овочів у свіжому вигляді без будь-

якої спеціальної обробки.

Застосовуються лише заходи,

спрямовані на підтримку нормальних

життєвих процесів і деяке обмеження

їх інтенсивності для того, щоб

зменшити витрату поживних речовин

за рахунок дихання і зменшити втрати

маси за рахунок випаровування води.

Біоз поділяється на два види:

Справжній, або повний, – еубіоз.

Частковий – гемібіоз.

Еубіоз – збереження живих продуктів до

часу їхнього використання. Так живими

зберігають призначених до забою

домашню худобу і птицю, рибу тощо.

Гемібіоз – принцип часткового біозу. Користуючись

імунними і в широкому розумінні захисними

властивостями таких частин рослин, як бульби,

коренеплоди, цибулини, плоди, ягоди тощо, вдається

протягом певного часу зберігати їх у свіжому вигляді.

Тривалість зберігання цих продуктів залежить від їхніх

особливостей та умов зберігання.

3. АНАБІОЗ

Анабіоз – це доведення продукту до стану,

при якому різко сповільнюються або зовсім

не проявляються біологічні процеси. У

продукті за таких умов дуже повільно

відбувається процес обміну речовин у

клітинах, припинена активна діяльність

мікроорганізмів та інших живих істот (комах,

кліщів). На цьому принципі базується ряд

методів консервування: охолодження і

заморожування (термоанабіоз); створення

високих концентрацій осмотично активних

речовин (осмоанабіоз); сушіння

(ксероанабіоз); маринування, квашення,

соління (ацидоанабіоз); зберігання в

регульованій атмосфері (наркоанабіоз).

Термоанабіоз – зберігання продукту за знижених і

низьких температур. Розрізняють два види

термоанабіозу: психроанабіоз і кріоанабіоз.

Психроанабіоз – зберігання продукту в

охолодженому стані, або його ще називають

холодним зберіганням. При цьому

охолоджують сировину і продукти переробки

до такої температури, яка, бувши на 10...15 °С

меншою за кімнатну температуру, не

опускалася б нижче мінус 1 °С, тобто нижче

тієї температури, за якої сировина і харчові

продукти замерзають. Використання

помірного холоду сприяє значному

пригніченню біохімічних процесів, які

відбуваються в рослинній сировині, а також

зменшенню активності мікроорганізмів,

більшість з яких найкраще розвивається за

температури 37 °С.

Кріоанабіоз – зберігання продукту у

замороженому стані. Заморожені харчові

продукти і сировину можна зберігати

протягом багатьох місяців, тобто значно

довше, ніж за психроанабіозу. Це

пояснюється не лише різницею в

температурному рівні процесів

заморожування і холодного зберігання, але й

тим, що в заморожених харчових продуктах

більша частина води перетворена в твердий

стан. Тому мікроорганізми, живлення яких

відбувається осмотичним шляхом,

позбавляються можливості використовувати

затверділі харчові продукти, які містять

досить незначну частку води в рідкому стані.

Осмоанабіоз, або високі концентрації осмотично діючих

речовин сприяють плазмолізу рослинних і мікробних

клітин, внаслідок чого мікроорганізми впадають в

анабіотичний стан і втрачають здатність псувати харчові

продукти.

Для консервування харчових продуктів використовують

такі осмотично діючі речовини цукор і сіль. Для того, щоб

надійно зберегти таким способом харчові продукти,

потрібно викликати стійкий плазмоліз мікробних клітин, а

для цього необхідні досить високі концентрації цих

речовин: не менше 60...70 % цукру або 10...12 % солі.

Ксероанабіоз – зберігання продуктів у сухому

стані. Часткове або повне зневоднення продукту

приводить до практично повного припинення в

ньому різних біохімічних процесів, позбавляє

мікроорганізми можливості розвиватися в цьому

продукті. Мінімум вологості, за якої можливий

розвиток бактерій, становить 25...30 %,

плісеневих грибів – 10...15 %. Потрапивши в сухе

середовище, мікробні клітини віддають

осмотичним шляхом свою воду, внаслідок чого

відбувається їх плазмоліз, і вони припиняють

свою життєдіяльність. Висушуванням вологість

зерна доводять до 10...14 %, плодів і овочів – до

8...25 %, тобто до рівня, який запобігає розвитку

мікроорганізмів і більшості комах та кліщів.

Плоди та овочі під час підготовки до

сушіння і в процесі самого теплового

сушіння проходять таку обробку, за якої

вони як живий організм гинуть. Гинуть від

нагрівання і мікроорганізми. Коли говорять

про принцип анабіозу стосовно сушіння, то

мають на увазі плазмоліз мікроорганізмів,

які потрапили на поверхню сушених

продуктів в процесі зберігання. Ці мікроби

зберігаються тривалий час в стані

анабіозу. Якщо висушений продукт

зволожити, мікроби знову оживають,

починають розмножуватись і викликають

псування продукту.

Сушіння як метод консервування харчових

продуктів має багато позитивних якостей:

технологія і апаратура досить прості; маса і об'єм

сировини в процесі сушіння зменшуються в

декілька разів, чим досягається значна економія

тари, площ для зберігання і транспортних

засобів; сушені продукти не дуже вибагливі до

умов зберігання, не потребують герметичного

пакування, особливих сховищ. Проте якість

сушеної продукції, особливо плодів і овочів, як

правило, не дуже висока. Основний недолік

полягає в поганому відновленні їх природних

властивостей. Багато видів сушених плодів і

овочів погано набухають під час варіння,

залишаються зморшкуватими і жорсткими.

Сублімаційне сушіння, за якого сировина

самозаморожується в атмосфері глибокого

вакууму, внаслідок чого вода возгоняється,

переходить з твердого стану в пароподібний,

минувши рідку фазу. За такого методу

сушіння молекулярна структура матеріалу

мало змінюється, висушений продукт

відзначається високою шпаристістю, первісні

властивості сировини швидко відновлюються

від зволоження. Висушені сублімаційним

методом харчові продукти зберігають

первісний об'єм, колір, запах, смак і

біологічну цінність. В той же час сублімаційні

установки досить складні і енергоємні.

Зберігання сировини в регульованій

атмосфері також дозволяє реалізувати

принцип анабіозу. Якщо зберігати плоди в

газонепроникному приміщенні, то кисень із

атмосфери, яка містить 79 % N2 і 21 % О2 буде

витрачатись на дихання, а замість

витраченого кисню в атмосферу буде

виділятися такий самий об'єм діоксиду

вуглецю. За таких умов почнеться безкисневе

дихання, що супроводжуватиметься

подальшим накопиченням вуглекислоти і

утворенням спирту, чого не можна допускати,

бо повне припинення нормального дихання

призведе рослинну клітину до загибелі.

Оптимальний склад модифікованої

атмосфери змінюється залежно від виду

плодів, навіть від різних помологічних

сортів одного і того ж виду сировини. В

межах сумарного вмісту О2 і СО2 21 %

кисень може варіювати в інтервалі

11...16 %, СО2 – 5...11 %, а кількість азоту

залишається незмінною – 79 %. Інколи

оптимальними є газові суміші, в яких сума

О2 і СО2 менша 21 %. Такі суміші

називаються субнормальними.

Найпоширенішими є субнормальні суміші,

в яких міститься 3...5 % О2, 3...5 % СО2 і

90...94 % азоту.

Ацидоанабіоз базується на неможливості

більшості мікроорганізмів, особливо гнильних,

які викликають псування плодів і овочів,

розвиватись у кислому середовищі. Цей метод

консервування використовується для

виготовлення маринадів. Основною

консервуючою речовиною при цьому є оцтова

кислота, вміст якої в різних маринадах становить

від 0,4 до 1,2 %. Цей метод має також місце під

час квашення і соління плодів та овочів. В

даному випадку внаслідок дії молочнокислих

бактерій цукор зброджується в молочну кислоту

за схемою С6Н12О6 → 2СН3СНОНСООН. Молочна

кислота, яка накопичилась в процесі бродіння,

запобігає псуванню продукту.

Наркоанабіоз базується на

тому, що пари деяких речовин

(ефіру, діоксиду вуглецю,

азоту, хлороформу тощо)

анестезуюче діють на

організми, які знаходяться в

продуктах. Відсутність кисню

(аноксианабіоз) викликає

можливість розвитку аеробних

мікроорганізмів, комах і кліщів.

У такий спосіб відбувається

консервація продукту.

4. АБІОЗ

На принципі абіозу, тобто припиненні життєдіяльності

клітин сировини і мікроорганізмів, засновано багато

методів консервування: теплова стерилізація,

використання антисептиків, знепліднювальна фільтрація,

променева стерилізація тощо.

Теплова стерилізація – обробка продукту

високою температурою – вбиває мікробні

клітини внаслідок незворотних змін в

протоплазмі, білки якої коагулюють, що

веде до розриву цитоплазмової оболонки.

Інактивуються також від теплової обробки

ферменти, які збереглися в продукті на

початок стерилізації. Таким чином,

збудники псування, які знаходяться в

середині консервних банок, при тепловій

обробці знищуються, а ззовні завдяки

герметичній тарі потрапити не можуть.

Використання антисептиків базується на їх властивості

вбивати мікроорганізми, запобігаючи псуванню продукту.

Проникнувши в клітину мікроба, ці речовини вступають у

взаємодію з білками протоплазми, паралізуючи при

цьому її життєві функції і призводячи мікробну клітину до

загибелі.

Ідеальні антисептики, придатні для зберігання харчових

продуктів, і які можуть бути консервантами, повинні

відповідати таким вимогам: бути отруйними для мікробів

в малих дозах, десятих частинах процента; у вживаних

дозах не діяти шкідливо на організм людини; не вступати

у взаємодію з харчовими продуктами і не надавати їм

неприємного запаху або присмаку; не вступати в реакцію

з матеріалом технологічного обладнання або консервної

тари; легко піддаватися видаленню з продукту перед

вживанням його для харчування.

Найкращим антисептиком вважається діоксид

сірки, хоч він не відповідає усім вимогам.

Необхідна концентрація його для

консервування невелика – 0,15...0,20 %, але у

цій концентрації він отруйний для людини і

надає продукту неприємного запаху і присмаку.

Перевага SО2 – здатність майже повністю

видалятись з продукту перед вживанням для

харчування. Тому в консервному виробництві

SО2 використовується для тимчасового

зберігання тих фруктових напівфабрикатів, які

в подальшому використовуються для варіння з

них джему, повидла тощо. Достатньо

нетривалого кип'ятіння, щоб SО2 випарувався.

Бензоат натрію

(С6Н5СООNа) є

хорошим

консервантом в

концентрації 0,1 %.

Він відповідає усім

вимогам, що

висуваються до

антисептиків (за

винятком легкого

присмаку бензоата).

Видалити його з

напівфабрикату

неможливо.

Найкращим консервантом є сорбінова кислота

(СН3(СН)4СООН) або її калійна сіль. Вона не

шкідлива для людини, консервуюча дія

проявляється в невеликих концентраціях

(0,05...0,10 %), не надає продуктам стороннього

присмаку і запаху. Сорбінова кислота може

використовуватись в усіх випадках замість

діоксиду сірки для консервування плодового

пюре, фруктових соків. Потрапляючи разом з

продуктами в організм людини, сорбінова

кислота окислюється з утворенням нешкідливих

для людини речовин.

Знепліднювальна

фільтрація – це

фільтрація повністю

прозорого харчового

продукту крізь спеціальний

матеріал, який затримує

мікроби. Фільтруючим

матеріалом є пресована

азбестоцелюлозна маса,

розміри шпар якої менші

від мікроба. Суть

знепліднювальної

фільтрації полягає не в

знищенні мікроорганізмів,

а в механічному їх

відокремленні від

продукту.

Променева стерилізація спрямована

в основному на знищення

мікроорганізмів і комах. Для цього

застосовують ультрафіолетові,

інфрачервоні, рентгенівські і

гаммапромені. Оброблені продукти

зберігають без застосування холоду.

При цьому не втрачаються смакові і

харчові властивості.

Отже, підводячи підсумки про методи

консервування, потрібно зазначити, що

харчові продукти можна зберігати

тривалий час, використовуючи при цьому

різноманітні фактори:

- фізичні (високі і низькі температури,

променева стерилізація, знепліднювальна

фільтрація, зневоднення);

- хімічні (антисептики, додавання оцтової

кислоти і спирту);

- фізико-хімічні (осмотично діючі речовини

– цукор і сіль);

- біохімічні (квашення, соління, спиртове

бродіння).

ЛЕКЦІЯ ЗАКІНЧЕНА !

НА ПЕРЕРВУ !