Химические консерванты и микроорганизмы плодов и овощей.

Консервирование плодов и овощей с использованием химических консервантов основано на применении химических веществ, обладающих ингибирующим действием на микроорганизмы. Эти ядовитые для микроорганизмов вещества проникают в их клетки, вступают во взаимодействие с белками протоплазмы, нарушая ее функции и приводя микробную клетку к гибели. Химические консерванты должны удовлетворять ряду требований. Оказывая эффективное ингибирующее действие на микроорганизмы, они не должны причинять вреда организму человека. Химические соединения, используемые для консервирования, не должны вступать в реакции с веществами продукта и придавать ему посторонние запах и вкус, а также реагировать с материалом технологического оборудования или консервной тары. Набор возможных консервантов весьма ограничен, поскольку большинство ингибирующих микроорганизмы веществ вредны и для человека. В России разрешено использовать только диоксид серы S0₂, серную кислоту, бензойную, сорбиновую кислоты и их соли.

Диоксид серы (сернистый ангидрид) наиболее широко используется в практике консервирования. Он служит основным действующим веществом при сульфитации, а также применяется как техническое вспомогательное средство для дезинфекции тары, используемой при хранении и транспортировке плодов и овощей. S0₂ не удовлетворяет большинству из перечисленных выше требований. Он оказывает консервирующее действие в небольших концентрациях — 0,15—0,20%, но в этом количестве он ядовит для человека и придает продукту неприятные запах и вкус. Диоксид серы не обладает высокой реакционной способностью, однако частично связывается некоторыми веществами плодов, например сахарами. Он сильно корродирует металлическую аппаратуру, преждевременно выводя ее из строя. S0₂ — удушливый газ, поэтому работа с ним требует соблюдения особых мер безопасности. Однако большим достоинством этого антисептика, в значительной мере перекрывающим его недостатки, является возможность почти полностью удалить его из продукта перед употреблением в пищу. При нагревании сульфитированного продукта S0₂ улетучивается. Поэтому в консервном производстве его применяют для временного сохранения фруктовых полуфабрика

те

тов и заготовок, которые впоследствии используют для варки из них джема, повидла и т.п.

Наименее устойчивы к диоксиду серы плесневые грибы (исключение составляют грибы рода Мисог), уксуснокислые и молочнокислые бактерии. Среди дрожжей есть очень устойчивые формы, например Saccharomyces bay anus, выдерживающий концентрацию S0₂ до 235 мг/л, Schizosaccharomyces pombe, представители рода Pichia. Большинство дрожжей ингибируются уже при концентрациях 50—70 мг/л. Асептический эффект сульфитации усиливается по мере повышения температуры и кислотности среды. Поэтому если сульфитацию сочетать с пастеризацией, то можно применять диоксид серы в меньших концентрациях. Влияние повышенной кислотности определяется снижением степени диссоциации сернистой кислоты, поскольку с уменьшением pH сильно возрастает доля ее недиссоциированной свободной формы, а асептический эффект связан именно с последней. В связи с этим сульфитации подвергают, как правило, плоды и ягоды, имеющие кислую реакцию клеточного сока.

Допустимое содержание сернистой кислоты в полуфабрикатах из ягод составляет 300 мг на 100 г продукта, в томат-пасте — 150, в варенье — 10, в мармеладе — 2 мг на 100 г продукта. Хотя такая концентрация считается безвредной для человека, при изготовлении детского питания сульфитированные продукты не используют.

Бензойная кислота содержится в корице, гвоздике, анисе, ягодах брусники (0,24%, преимущественно в виде эфиров) и, являясь природным консервантом, способствует длительному хранению этих продуктов. При консервировании применяют натриевую соль бензойной кислоты — бензоат натрия, представляющий собой кристаллический порошок без цвета и запаха. Бензоат натрия оказывает консервирующее действие в концентрации 0,1%. Он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к антисептикам (за исключением легкого привкуса), однако удалить его из продукта не представляется возможным. Его применяют для сохранения фруктовых соков в концентрации до 100 мг на 100 мл; мармелада, пастилы, повидла — до 70 мг на 100 г продукта. Консервант рекомендуется вносить в горячий продукт.

В последние годы в консервном производстве успешно используют сорбиновую кислоту и ее калиевую или натриевую соль. Сор- биновая кислота и ее производные совершенно безвредны, поскольку они разлагаются в организме человека до диоксида углерода и воды. Они оказывают консервирующее действие в небольших концентрациях — 0,05—0,1%, не сообщают продуктам постороннего привкуса или запаха, могут применяться вместо диоксида серы для консервирования плодового пюре, ягод, фруктовых соков в количестве 100 мг на 100 г продукта, безалкогольных напитков — 30—50 мг/100г. Часто сорбиновую кислоту комбинируют с аскорбиновой, при этом концентрацию первой можно снизить.

Действие сорбиновой и бензойной кислот в первую очередь сказывается на развитии дрожжей и плесневых грибов, в меньшей степени — бактерий. Поэтому обычно их применяют в сочетании с тепловой стерилизацией. Наиболее устойчивы к сорбиновой кислоте молочнокислые бактерии Lactobacillus arabinosus и микроскопический гриб Aspergillus niger, так как они используют ее в качестве источника углерода и энергии. Прочие микроорганизмы угнетаются при концентрации сорбиновой кислоты 100—500 мг/л. Сорбиновую кислоту нередко добавляют в соленые и маринованные огурцы, квашеную капусту, яблочный сок, кетчуп.

Перспективными консервантами, удлиняющими срок хранения овощей и плодов, могут служить антибиотики низин и суб- тилин, поскольку они в очень низких концентрациях оказывают мощное биологическое действие и совершенно нетоксичны для человека. Продуцент низина — молочнокислый стрептококк {Streptococcus lactis), а субтилина — сенная палочка {Bacillus subtilis). Оба антибиотика подавляют прорастание спор бактерий рода Clostridium, развитие термофильных микроорганизмов, стафилококков, стрептококков и других групп бактерий. Их используют при консервировании томатов, зеленого горшка, цветной капусты и других овощей. Применение антибиотиков позволяет снизить продолжительность термообработки продуктов почти в 2 раза.

Для консервирования плодов и овощей применяют осмотически деятельные вещества — сахар и соль, которые при определенной концентрации вызывают плазмолиз растительных и микробных клеток, в результате чего последние впадают в анабиотическое состояние. Стойкий плазмолиз клеток микроорганизмов обеспечивают высокие концентрации этих веществ — не менее 50% сахара и 14% соли.

Консервирующее действие сахара используется при изготовлении таких продуктов, как варенье, джем, повидло, мармелад. Эти продукты получают увариванием плодов с сахарным сиропом или сахаром. В процессе варки в результате действия высокой температуры биологические процессы в сырье прекращаются. Погибают и микроорганизмы, которые находились до варки в сырье и сахаре. Принцип анабиоза относится к тем микроорганизмам, которые попадают в готовую продукцию при ее хранении и не могут развиваться из-за высокого осмотического давления в окружающей среде. Полной гарантии долгосрочного хранения пищевых продуктов метод не дает. Поэтому консервирующее действие сахара иногда дополняют обработкой расфасованных в герметическую тару продуктов пастеризацией. При засахаривании сырых ягод и плодов концентрацию сахара увеличивают в несколько раз. Порчу консервов с высоким содержанием сахара могут вызывать только некоторые осмофильные дрожжи и плесневые грибы.

Консервирующее действие соли NaCl основано на том, что большинство микроорганизмов не переносят ее в концентрации, превышающей 5%. Концентрированные растворы соли используют для засола рыбных и мясных продуктов. Овощи одной лишь поваренной солью не консервируют, однако в некоторых случаях при фасовке, например, томатной пасты в негерметическую тару в нее добавляют с целью консервирования 10% соли. Способность к размножению в продуктах с высоким содержанием соли сохраняют лишь немногие галофилы.