Все о технике и науке

Свежие запасы многих пищевых продуктов поступают в определенное время года. Пищевые технологии обеспечивают разные способы их консервирования, благодаря чему они не исчезают с нашего стола круглый год.

Содержащие магу пищевые продукты - мясо, рыба и фрукты - быстро портятся в тепле. Поэтому первобытным людям приходилось ежедневно добывать свежую пищу, хотя некоторые виды провизии (например, зерно) могли храниться долгое время, не теряя качества.
Чаще всего причиной порчи пищи являются ферменты, бактерии и грибки. Ферменты - это белки, способные вызвать химические реакции в тканях продуктов. Например, если разрезать яблоко и оставить его на воздухе, оно вскоре покроется коричневым налетом в результате окисления аминокислоты тирозина ферментом фенолазой. Оба эти вещества входят в состав данного фрукта. Молоко скисает по вине молочнокислых бактерий. Большинству людей такое молоко не по вкусу, но оно сохраняет питательные свойства и остается безвредным. Но есть и патогенные бактерии, вырабатывающие токсины (яды) и вызывающие серьезные пищевые отравления у людей.
Известная патогенная бактерия Clostridium botulinum вызывает ботулизм -смертельно опасное отравление. Поскольку эта бактерия сохраняет активность в анаэробных (безвоздушных) условиях, она поражает и консервированные продукты.
Плесени - грибки, живущие на растениях и животных. Часть из них могут разлагать продукты питания. Так, Byssoc-hlamysfulva поражает стенки клеток фруктов. Другие плесени намеренно вводят в пищевые продукты (например, в сыр «рокфор») для ускорения созревания и придания особого вкуса. Другая группа грибков - дрожжи - приносят как вред, так и пользу.


Консервирование

При низких температурах замедляются химико-биологические процессы, вызывающие порчу пищевых продуктов. Поэтому они дольше сохраняют свежесть, если хранятся в холоде или в замороженном виде.
Продукты, которые предстоит хранить при более высоких температурах, часто вначале подвергают термообработке. чтобы обезвредить ферменты и убить бактерии и грибки. От бактерий и фисков можно избавиться и облучая пищу гамма-лучами.
Другой способ консервирования продуктов - уменьшение содержания в них воды. Вода нужна как для жизнедеятельности микроорганизмов, так и для многих вызывающих порчу продуктов химических реакций. Некоторые продукты питания хранят в крепких растворах уксуса, соли или сахара, препятствующих росту вредных микроорганизмов. В ряд продуктов добаатяют химические вещества - консерванты. Они замедляют скорость порчи продуктов, но изменяют их ВКУС.

Холодильная обработка

нию и замораживанию в воздухе температурой -10°С. Обычно это делается не позднее шести дней после убоя скота.
Замораживание говядины иногда ускоряют, разрезав ее на части и обдувая интенсивным потоком воздуха. Четвертины говяжьей туши можно заморозить до -20°С за 21 час, поместив их в скороморозильный туннельный аппарат, где воздух температурой -40°С циркулирует со скоростью 5 м/сек.
Горох и другие мелкие продукты можно замораживать в т. н. псевдоожижен-ном слое. Холодный воздух (-23°С) пода-ется снизу через сетчатый конвейер из нержавеющей стали, горошины повисают в холодном воздухе и ведут себя как жидкость. Так можно заморозить горох всего за три минуты. Некоторые продукты предварительно охлаждают перед замораживанием погружением в жидкий азот температурой ниже -196 °С.
Промышленное замораживание требует ускоренного прохождения диапазона температур между -0,5 и -4°С, в котором формируются относительно крупные кристаллы льда, разрушающие структуру клетки и меняющие консистенцию пищевых продуктов. При ускоренном охлаждении образуются мелкие кристаллы льда, не причиняющие особого вреда и не ухудшающие качество продуктов.

Тепловая обработка

Существуют три основных метода высокотемпературной обработки пищевых продуктов: пастеризация, стерилизация в автоклаве и ультравысокотемпературная обработка.
Пастеризация - относительно мягкий процесс, при котором пищевые продукты нагреваются обычно до температуры не выше 100°С. При этом уничтожаются все выделяющие токсины патогенные организмы, но другие организмы остаются. Поэтому этот метод гарантирует безопасность продуктов при условии, что в них не было токсинов до обработки и что никакие другие патогенные организмы не могли туда проникнуть. Но, в конце концов, сохранившиеся после пастеризации организмы вызовут порчу пищевых продуктов, и у них появится неприятный привкус.
В ходе стерилизации (намного более жестком способе тепловой обработки) гибнут почти все микроорганизмы, находящиеся в пищевых продуктах, и последние становятся практически стерильными. Продукты обычно помещают в герметичную тару, а затем нагревают паром под высоким давлением в автоклаве. При этом микроорганизмы погибают достаточно быстро, но требуется определенное время, чтобы вся пища внутри тары достигла нужной температуры. Диапазон температур стерилизации - 100-127°С. а сам процесс длится от 10 до 90 минут в зависимости от вида пищевых продуктов и размера тары.
Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка проходит при 140°С. В таких условиях стерилизация молока занимает всего три секунды. Преимущество УВТ обработки над традиционной стерилизацией состоит в том, что при этом меньше страдает качество молока. Так, потери витамина С уменьшаются с 60% до примерно 10%.


Обезвоживание

Обезвоживание (сушка) одни микроорганизмы в пищевых продуктах убивает, а другим не дает их портить. Перед употреблением большая часть сушеных продуктов проходит регидратацию (восстановление влагосодержания), чтобы больше походить на свежую продукцию. Другие продукты такого типа (например, сушеные фрукты) едят в сушеном виде.
Многие овощи сушат, используя метод псевдоожиженного слоя. Например, горох часто обрабатывают таким способом, так как он требует меньше времени, чем традиционные методы сушки. Вначале горошины протыкают иглами на вращающемся барабане, чтобы они впоследствии легче впитывали воду, когда придет время варки. Затем наступает первый этап сушки с использованием семи псев-доожиженных слоев. Как и при замораживании, горошины «висят» в потоке воздуха, интенсивно поступающего снизу через дырчатую ленту конвейера. В этом случае воздух нагревается от 40°С в первом слое до 55°С в последнем. К моменту завершения последнего этапа флюидиза-ции (псевдоожижения) содержание влаги в горохе падает с 80% до 50% по массе.
После второго этапа сушки влагосодер-жание падает до 20%, но скорость сушки очень мала, и флюидизация не дает ника-ких преимуществ. Поэтому уменьшают поток воздуха, чтобы обеспечить простую, но тщательную сушку. Окончательное содержание влаги 5% получают в сушильных бункерах, а весь процесс длится около 16 часов.
В ходе сублимационной сушки пищевые продукты замораживают при температуре -18°С и ниже, а затем помещают в вакуум-камеру с давлением 0,0025 бар. В таких условиях лед, образовавшийся из влаги в продуктах, превращается в водяной пар, который улетучивается и конденсируется в виде льда на охлаждаемых трубах.
При низкой температуре сушки качество продуктов почти не страдает, а они становятся очень пористыми и легко впитывают воду при регидратации перед употреблением. К сожалению, сублимационная сушка очень дорого стоит и поэтому годится только для деликатесных продуктов.
Распылительная сушка часто служит для приготовления порошкообразных продуктов. Свежий продукт распыляется в сушиль-ной камере, откуда полностью удаляют ата-гу. При этом его с помощью насоса протекают через высоконапорное сопло или прогоняют через распылитель - быстро вращающийся диск с лопатками. В результате продукт измельчается. Чтобы получить сухой томатный порошок, томаттто пасту подают насосом на распылитель и дальше - в сушильную камеру, куда поступает воздух температурой 80°С Сухой томатный порошок оседает на стенках камеры. Растворимый кофе тоже получают методом распылительной сушки. Сначала кофе варят из обжаренных и молотых зерен, а затем распыляют в камере, куда подается горячий воздух. После испарения воды остается кофе в виде тонкого порошка.

Жидкости

Один вид сушки происходит в присутствии жидкости. Высококонцентрированный раствор сахара впитывает воду из клеток любых находящихся в пище микроорганизмов, эффективно их обезвоживая и исключая какую-либо их активность. Таким образом, сахар действует как консервант и в этом качестве чаще всего используется в джемах. Не обходится без него и консервирование фруктов.
Кое-какие пищевые продукты, включая рыбные консервы и консервированный горошек, иногда маринуют в рассоле, а лук и некоторые другие продукты маринуют в уксусе. И соль, и уксусная кислота дезактивируют микроорганизмы.