Подсчитано, что аграрии теряют ежегодно приблизительно от 5 до 7 % выращенной продукции из-за недостатка площадей для хранения и доработки. Продукты сельскохозяйственного производства не так легко хранить, поскольку в их состав входят минеральные вещества, различные органические соединения, вода. К тому же на них воздействуют вредные микроорганизмы, которых немало в окружающей среде. Во время хранения они разрастаются и портят продукцию. В зерне, например, могут разводиться клещи и другие насекомые, а также на склады проникают грызуны и птицы. В целом все зависит от температуры, уровня влажности и газового состава вокруг.
Профессор Яков Никитский выделил четыре основных способа сбережения или консервации продукции — биоз, абиоз, анабиоз и ценоанабиоз. Разница между ними в том, как они подавляют микробов. Впрочем, ни один из них не используется обособленно, чаще это смешанные принципы.
Само название «биоз» говорит о методе хранения плодов свежими, без дополнительной обработки. Следят только за тем, чтобы поддерживать соответствующие жизненные процессы так, чтобы минимизировать расход питательных веществ за счет дыхания и испарения влаги. Это осуществляется посредством оптимального режима хранения и складирования.
Если на короткий срок
Биоз — значит обеспечение кратковременного хранения овощей и фруктов до отправки в качестве сырья на предприятие. При этом стараются уложить продукцию так, чтобы не допустить ее повреждений и все испорченное отделить и отбраковать.
Любой поврежденный участок плода становится уязвим для микробов, которые распространяются на часть овоща или фрукта и приводят к гниению всего плода. Таким образом развиваются токсины — ядовитые вещества, которые из пораженного плода попадают на здоровые, где способствуют отмиранию их клеток и делают плоды доступными для микробов. Так процесс порчи может захватить все хранилище, поэтому важно своевременно удалять испорченные, поврежденные экземпляры.
Существуют определенные способы складирования сырья. Его не рекомендуется укладывать высокими слоями, поскольку доступ воздуха к хранимым плодам затрудняется, нарушается процесс нормального дыхания. Сахара разлагаются на спирт и углекислый газ, а спирт в конечном итоге приводит к гибели растительных клеток. Поэтому нежное сырье лучше укладывать в свободные ящики и оставлять проходы между штабелями. Тогда дыхание будет нормальным.
Но если яблоки, например, планируется хранить недолго, то об условиях хорошего доступа воздуха речь уже не пойдет, будет использоваться механизация транспортировки сырья. Нередко на перерабатывающих предприятиях те же яблоки сваливают в бункера высоким слоем, то есть складируют наиболее удобным образом для подачи их на переработку. И это экономит время и человеческий ресурс. Ягоды, конечно, так хранить нецелесообразно.
Но если механизированным образом убираются мягкие плоды, например, томаты, тогда, чтобы не повреждалась продукция, необходимо выращивать более плотные, устойчивые к комбайновой уборке сорта. На заводы, перерабатывающие тысячи тонн помидоров в сутки, ящиками доставлять продукцию бессмысленно.
Есть в процессе хранения и такой нюанс: испарение влаги и интенсивность процессов дыхания растет, как только повышается температура. Следовательно, хранить сырье под открытым небом или там, куда проникают прямые солнечные лучи, входит тепло, не стоит. Еще скорость испарения влаги немало зависит от влажности воздуха в месте хранения. Если воздух чересчур сух, влага в плодах будет теряться, они будут усыхать, а масса становиться меньше.
Дыхание плодов может прекратиться и из-за скопления в помещении склада большого количества углекислоты, поэтому необходимо следить как за влажностью, так и за газовым составом атмосферы. В целом, чтобы создать условия, в которых продукция меньше контактирует со всякими портящими ее микроорганизмами, следует придерживаться чистоты в хранилище, ценные нежные плоды желательно даже заворачивать в бумагу. Но таким образом сохранить свежие фрукты удается недолго. Если мы говорим о консервном производстве, то биоз — скорее способ сохранения сырья на первом этапе переработки, на сырьевых площадках. Там продукция может храниться максимально в течение нескольких суток. В это время важно предупредить возможную порчу сырья и поддерживать его жизненные процессы.
Где вживую, а где «вмертвую»
Принцип биоза подразделяют на два вида — эубиоз и гемибиоз.
Первый из них, или эубиоз, — полный, истинный биоз — сохранение продукции до использования в живом виде. Например, овощную продукцию держат на поле и срывают по мере необходимости. Или птицу и скот, предназначенные для убоя, держат до востребованности, создав соответствующие условия содержания животных, чтобы привес не снижался. Этот способ дает возможность постепенно загружать холодильники и предприятия-переработчики. Ощутимый ущерб наносит нарушение условий эубиоза — неправильная транспортировка, плохое содержание животных — недостаточное кормление, поение их, в связи с чем теряется масса птицы и скота, общая упитанность. Этот принцип хранения наиболее оптимальный и при условии обеспечения соответствующего ухода за растениями. Продукция такого типа содержит значительное количество биологически ценных веществ.
Частичным биозом или полубиозом именуют гемибиоз. Он предполагает хранение собранных овощей и фруктов в свежем виде в природной среде, а не в хранилищах на протяжении какого-то времени. Создаются условия, которые тормозят развитие биологических процессов, исключают заметное обезвоживание продуктов, то есть поддерживается определенная влажность и температура около 0 °С. Благодаря правильному использованию этого метода население снабжается свежими растительными продуктами.
При использовании абиоза сам продукт превращается в стерильную мертвую органическую массу или в нем только уничтожаются все вредители — микробы и насекомые. Это может быть термоабиоз, термостерилизация, то есть обработка повышенной температурой. Самый распространенный способ термоабиоза — закупорка в герметической таре, то есть производство плодовых, мясных, овощных, молочных, рыбных и смешанных консервов. Как правило, термообработку проводят в автоклавах при повышенном давлении, используют также токи высокой и ультравысокой частот. Образование тепла создается при этом внутри стерилизуемого материала. Также используют низкие температуры. Если продукт нужно несколько суток сохранить в свежем виде, его в течение 10–30 минут доводят до температуры 65–85 °С. Все вегетативные клетки микроорганизмов гибнут в результате такой обработки, а сам продукт не подвергается изменениям, как при нагревании до 100 °С и выше. Этот прием разработал и применил Луи Пастер, поэтому его называют пастеризацией.
Принципы ценоанабиоза и абиоза основаны также на создании анабиотических условий с использованием некоторых полезных групп микроорганизмов, для которых создаются благоприятные условия. В ходе этого полезная микрофлора вырабатывает консервирующие вещества, которые останавливают развитие нежелательной микрофлоры, вызывающей порчу продуктов. Это микробиологическое консервирование. Чтобы усилить микробиологические процессы в продукте, вводится чистая культура полезных микробов. В практике используют два вида ценоанабиоза, основанные на применении двух групп микроорганизмов.
Первый из них — ацидоценоанабиоз, то есть принцип сохранения продукции посредством развития молочнокислых бактерий, которые в условиях без кислорода вырабатывают молочную кислоту и повышают кислотность среды. При наличии 5 % молочной кислоты жизнедеятельность патогенной микрофлоры замирает, таким образом срок хранения продукции увеличивается. Именно этот способ заложен в технологии приготовления моченых плодов, солено-квашеных овощей, кисломолочных продуктов и силосования кормов.
Алкоголеценоанабиоз — консервирование продукта спиртом, выделенным дрожжами в процессе спиртового брожения. Этот метод используется в виноделии при производстве сухих вин, которые содержат от 9 до 13 % спирта, в результате сбраживания плодово-ягодных и виноградных соков. Еще данный способ применяется для временного консервирования соков и морсов, из которых получают смешанные сиропы в безалкогольной промышленности и разные наливки в ликеро-водочном производстве.
Предела совершенствованию нет
Абиоз подразделяется на несколько видов. Термоабиоз — термостерилизация, в ходе которой продукты подвергаются действию высоких температур — до 100 °С и выше. Это консервирование в герметически укупоренной таре. Химабиоз или химическая стерилизация — консервирование антисептиками и инсектицидами, уничтожающими микроорганизмы. Но их применение ограничено, поскольку соединения ядовиты для человека. Виды химабиоза — копчение и обработка овощей, соков, плодов и вин сернистым ангидридом. В пищевой промышленности применяют сернистую, сорбиновую, бензойные кислоты и их соли. Эти средства могут использоваться в жидком, аэрозольном или парообразном состоянии, ими также могут обрабатываться хранилища. При копчении применяется дым, который образуется при сжигании древесины. Он содержит до 400 разных соединений, поэтому является хорошим антисептиком.
Удаление микроорганизмов путем фильтрования или центрифугирования называется механической стерилизацией. Его используют при стерилизации прозрачных жидких продуктов, таких как как яблочный и виноградный соки. Уничтожение микроорганизмов и насекомых путем рентгеновских, ультрафиолетовых, инфракрасных лучей применяется при лучевой стерилизации, благодаря чему скоропортящиеся продукты могут некоторое время храниться без холода. Их пищевые и вкусовые качества при этом не меняются. Уже имеются промышленные установки для лучевой стерилизации зерна и других продуктов, но метод еще требует совершенствования.
Анабиоз — принцип, когда продукт приводится в состояние замедления или непроявления биологических процессов — слабо протекает обмен веществ в клетках, деятельность микробов, насекомых, клещей приостановлена. Однако полного уничтожения живых организмов не достигается: при благоприятных условиях они могут активизироваться. На таком принципе «скрытой жизни» построены способы замораживания, охлаждения, маринования, консервирования с солью и сахаром, квашения, сушки и др.
Сушку люди использовали еще в старину — сушили плоды, овощи, мясо. По сравнению с другими методами сушка имеет свои преимущества, поскольку объем и масса в результате высушивания в несколько раз уменьшаются, значит, экономятся площади хранения и использование транспорта, то есть средств, а также существенно повышается энергетическая ценность продукта. Такие продукты не нуждаются в герметической упаковке, легко хранятся на обычных складах, технология их заготовки несложна и приемлема для заготовительных фирм. Можно увеличивать поставку скоропортящихся ягод и плодов в отдаленные регионы. Но в каждом плюсе имеют место минусы: усыхая, продукты теряют ароматические вещества, меняется пористость, форма. В результате целый ряд сушеных овощей и фруктов плохо набухает при варке, морщинится, остается жестким, их биологическая ценность по сравнению с изначальным состоянием ухудшается. Но качество можно повысить при сублимационной сушке, в ходе которой сырье замораживается в глубоком вакууме. Влага в процессе из твердого состояния сразу переходит в парообразное, перескочив жидкую фазу. Такой материал сохраняет первоначальные объем, цвет, запах и биологическую ценность, отличается высокой пористостью. И его свойства неплохо восстанавливаются в обводнении. Но минус в том, что эта технология не из дешевых, достаточно энергоемкая и для продуктов потребуется герметическая тара.
Один из способов хранения продуктов при пониженных и низких температурах — термоанабиоз, когда замедляются процессы обмена веществ в тканях, снижается активность ферментов, развитие микроорганизмов притормаживается. Его применяют для хранения зерна, плодов и овощей с использованием природного холодного воздуха путем вентилирования, а также посредством искусственного холода с помощью холодильных установок. Разновидностью анабиоза является психроанабиоз, предусматривающий хранение продукции при температуре около 0 °С. При криоанабиозе продукты хранят при отрицательной температуре. Замораживают не только мясо и рыбу, но и цветную капусту спаржу, брокколи, абрикос, персики, ягоды.
Кстати, при медленном замораживании, использовании температуры не ниже –10 °С в межклеточном пространстве образуются крупные кристаллы льда, которые повреждают оболочки клеток, из-за чего теряется масса товара, ниже становится его качество. А вот при быстром замораживании — температуре –30 °С и ниже, в тканях равномерно располагаются мелкие кристаллики льда, которые не деформируют клетку. Поэтому лучше сохраняется цвет, форма продукта, витамины в нем. Более высокое качество продукции получается с использованием метода флюидизации — шоковой заморозки. Все шире применяется жидкий азот с температурой от –80 до –190 °С: при этом методе получают отличное качество замороженных продуктов, но и стоимость его высокая.
Следует помнить, что долго хранить замороженные продукты не рекомендуется, потому что ухудшается их ценность, а при размораживании они выходят из состояния анабиоза и могут быстро испортиться. Лучше сразу отправить их на переработку.
Существует и метод ксероанабиоза — хранения продуктов в сухом или обезвоженном состоянии. Следующий вид — осмоанабиоз, при котором повышение осмотического давления в продукте достигается путем введения сахара или соли. Для консервирования применяются также наркотические, анестезирующие вещества (эфир, хлороформ), которые замедляют процессы обмена веществ, останавливают действие вредителей. Метод называется наркоанабиоз. Создание бескислородной среды предусматривает аноксианабиоз, направленный против плесневых грибов, клещей, насекомых.
Существуют и другие способы хранения, которые позволяют продлить срок сохранности продуктов. И это особенно важно, потому что еды в мире не хватает не только из-за роста народонаселения, но и вследствие потерь сельскохозяйственной продукции при ее хранении.
Наталья Слюсаренко
Подготовлено при использовании материалов сайтов: alternativa-sar.ru, studref.com, bstudy.net, comodity.ru