Тепловое консервирование продуктов питания

Опубликовано: 05.09.2018

Тепловая обработка пищевых продуктов в герметически укупоренной таре называется пастеризацией или стерилизацией. Слово «пастеризация» происходит от фамилии знаменитого французского бактериолога Луи Пастера (1822-1895 гг.), который установил, что большинство микроорганизмов в жизненной форме теряет вредоносное действие или гибнет при нагревании до 65-70°. В консервной промышленности практически под пастеризацией понимают прогревание консервируемых продуктов до 100°.

Стерилизация происходит от латинского слова, которое в переводе означает «бесплодность», или иначе - подавление вредоносного действия микроорганизмов с помощью высокой температуры.

В практике консервного производства под словом «стерилизация» принято понимать прогревание продуктов при температуре выше 100°. Для стерилизации требуются специальные аппараты - стерилизаторы (автоклавы), работающие под давлением выше атмосферного, чем и обеспечивается возможность прогревания продуктов при температуре выше 100°.

Примус ПТ-1 "смерть туриста"

Основная цель тепловой обработки пищевых продуктов в герметически укупоренной таре - подавление жизнедеятельности или уничтожение живых микроорганизмов, которые вызывают порчу консервов или могут быть опасными для здоровья человека. Однако режимы прогревания таких консервов следует сочетать с сохранением хорошего кулинарного качества.

Режим тепловой обработки зависит от многих факторов, основные из которых:

химическая природа консервируемого продукта, т. е. значение рН, содержание белков, жиров, углеводов и характеристика этих веществ в продукте;

физическое состояние продукта - жидкий, пюреобразный, включающий отдельные твердые части и жидкую фазу (заливку, сироп) или состоящий из сплошной массы (бекон, натуральные рыбные консервы, колбасный фарш и т. п.);

размеры и характер тары (жестяная, стеклянная);

общая обсемененность продукта перед прогреванием.

Микроорганизмы, способные вызывать порчу консервов в продукте с активной кислотностью рН = 4,5 или ниже, имеют низкую термостойкость и могут быть уничтожены при температуре ниже 100°. При стерилизации некислых и слабокислых продуктов важно прекратить жизнедеятельность вредоносных бактерий, в том числе бактерий ботулизма, которые создают ядовитые вещества (токсины). Известны случаи отравления лежалой рыбой или колбасой. В быту говорят, что отравились «рыбным» или «колбасным» ядом, однако это результат токсина бактерий ботулизма. По этой причине отмечены случаи отравления и консервами. Есть и другие микроорганизмы, вызывающие отравления.

Микробы ботулизма могут развиваться во всех видах мясных, рыбных, овощных и даже в некоторых фруктовых консервах, но в определенных условиях. Сложность обнаружения таких дефектных консервов объясняется тем, что развитие и токсинообразование этими бактериями иногда протекает без заметного изменения вкусовых и других органолептических качеств продукта. Жизнедеятельность бактерий ботулизма, в основном, зависит от активной кислотности продукта.

По этим условиям установлена следующая градация консервов:

мясные, рыбные и овощные с рН от 5,2 до 6,5, в которых развитие этих бактерий может протекать достаточно быстро;

закусочные овощные консервы и им подобные с рН от 4,6 до 5,2, в которых эти бактерии развиваются нерегулярно;

томатные консервы, компоты и маринады с рН ниже 4,5, в которых они не развиваются.

Достаточно теплоустойчивые споры бактерий ботулизма могут сохраняться при стерилизации, а в дальнейшем при хранении консервов споры прорастают.

Размножаются и делятся клетки этих бактерий при температуре в пределах 10-48°, а токсинообразование наиболее интенсивно проходит при 28-40°.

Препятствуют прорастанию спор в консервах жирные кислоты, фитонциды, соли олова. Добавление к овощным консервам томатной пасты снижает возможность развития спор бактерий.

Режим прогревания консервов зависит от условий проникновения в них тепла. Жидкая консистенция продукта (соки, сиропы, заливки) обеспечивает теплопередачу за счет конвекции. В компотах и маринадах из целых плодов или даже из их частей существенным является то, что доброкачественное сырье (плоды, овощи) все же обсеменено по поверхности микрофлорой, внутри же оно практически стерильно. Если бы внутри мякоти находились микроорганизмы, плоды были бы плесневелые, гнилые и т. п. Все это существенно упрощает режимы прогревания. Пюреобразная консистенция резко замедляет конвекцию, а плотные продукты (паштеты, мясные, рыбные консервы) исключают конвекцию. В этом случае проникновение тепла внутрь содержимого банки может протекать только за счет теплопроводности продукта, а этот процесс очень медленный; ускоряется он разностью температур обогревания и содержимого банки. Поэтому такие консервы следует стерилизовать при более высоких температурах.

Лучшее консервирование и сокращение режима стерилизации может быть достигнуто, если продукт расфасовать в банки в горячем состоянии, при этом чем выше его температура, тем лучший может быть результат, особенно для пюреобразных продуктов. Горячий розлив применяется в производстве соков, пюре, для заливок, сиропов и т. п.

Размеры тары также имеют значение для консервирования: в большой банке увеличивается расстояние от стенки к центру, следовательно, требуется увеличить и режим стерилизации, а это в свою очередь может ухудшить кулинарное качество консервов. Например, рыбные консервы (натуральные, в томатном соусе, шпроты и т. п.) не готовят в крупной таре на 3-5 кг, так как увеличение размера тары требует увеличения времени стерилизации, а это отразится на качестве консервов (рыба, например, будет разварена).

Скорость проникновения тепла зависит от удельной теплопроводности материала тары и толщины ее стенок: в жестяную тару тепло проникает быстрее, чем в стеклянную.

Надежность доброкачественных консервов в значительной мере зависит от степени обсемененности микрофлорой продукта перед стерилизацией.

Овощи, особенно корнеплоды, содержат на одном квадратном сантиметре поверхности миллиарды микроорганизмов. Мойка, чистка, бланшировка, обжарка резко снижают их количество.

С другой стороны, задержка сырья при хранении, а также задержка полуфабрикатов в производстве повышает обсемененность. Поэтому все процессы консервирования должны протекать в кратчайшее время.

Стерилизация будет более надежна, если до нее общая обсемененность не превысит в 1 мл продукта следующего количества единиц микроорганизмов:

2000 - пюреобразные консервы для детского и диетического питания;

5000 - овощные натуральные соки, натуральные овощные консервы (стручковая фасоль);

10000 - закусочные, обеденные и остальные натуральные овощные, а также рыбные консервы, паштеты;

20000 - вторые мясные обеденные блюда, мясо-растительные и сало-бобовые консервы;

50000 - зеленый горошек, сладкий перец, пюре из щавеля или шпината, мясо тушеное.

Существует и ряд других условий, ускоряющих режим стерилизации. Например, за рубежом существуют стерилизаторы, обеспечивающие вращение банки (особенно с донышка на крышку), чем достигается ускорение проникновения тепла. При такой стерилизации консервов из сахарной кукурузы в зернах возможно сократить режим стерилизации в несколько раз.

Бактерицидные свойства продуктов также способствуют надежности стерилизации.

Имеются методы математического расчета режима стерилизации, учитывающие перечисленные выше основные факторы стерилизации. Однако они дают лишь приблизительные данные.

При тепловой обработке консервов в стерилизаторах (автоклавах) внутри банок создается избыточное давление, большее, чем в аппарате при заданной температуре. Особенно это наблюдается при охлаждении консервов после стерилизации, когда консервы имеют значительно большую температуру, чем в аппарате. Кроме того, давление в банках повышается за счет теплового расширения продукта и парциального давления воздуха и водяного пара.

Снизить избыточное давление можно за счет горячего розлива продукта, вакуумной укупорки и не переполнения банок продуктом. Кроме того, необходимо создавать в стерилизаторах воздушное или водяное противодавление.

В практике консервного производства режимы стерилизации определяют с помощью формул.

В качестве примера приведем формулы для консервов в стеклянных банках СКО 83-1:

Компот из вишни:

(25 - 30 - 20) / 85°, 0,9 атм

или

(10 - 20 - 20) / 100°, 0,9 атм;

Зеленый горошек:

(25 - 40 - 25) / 116°, 2,2 атм

или

(25 - 25 - 25) / 120°, 2,5 атм

В числителе первая цифра обозначает время прогрева до заданной температуры (в автоклаве), вторая - собственно стерилизация при этой температуре и третья - время охлаждения до 35-45°. В знаменателе - температура стерилизации. Рядом с формулой указывается давление в автоклаве, которое поддерживается за счет сжатого воздуха или воды под напором в течение всего времени стерилизации и охлаждения независимо от температуры в аппарате.

После стерилизации консервы не всегда полностью стерильны. Для кислых консервов из фруктов и ягод режимы стерилизации обычно приняты такие, при которых уничтожаются лишь дрожжи, плесени и неспоровые бактерии. В них, однако, могут сохраняться спорообразующие бактерии; их рост в продуктах с высокой кислотностью задерживается, поэтому такие консервы практически сохраняют свое высокое качество и не вредны здоровью человека. Для консервов с низкой и средней кислотностью принятые в практике режимы стерилизации (при правильном ведении технологии) теоретически достаточны для уничтожения всех микроорганизмов, кроме некоторых, очень термостойких.

При принятых режимах стерилизации и при последующем хранении консервов сохранившиеся жизнеспособные споры, как правило, не развиваются в течение продолжительного времени ввиду перенесенного теплового травмирования и характера среды. Однако режимы стерилизации должны быть такими, чтобы обеспечивать уничтожение спор бактерий, вызывающих отравление ботулизмом.