Конкретные виды физико-химических процессов, используемые в России

Процессы при хранении могут быть разделены на пять групп: механические, или физические, физико-химические, биологические, биохимические и химические.

Физические и физико-химические процессы протекают в продуктах под действием факторов внешней среды: температуры, относительной влажности воздуха, газового состава, света и механических воздействий.

Физические и физико-химические процессы вызывают снижение органолептических показателей, которые приводят к частичной, а иногда и к полной потери доброкачественности продукта. Они возникают при неблагоприятных условиях транспортирования и хранения товара.

Деформация и нарушение целостности твердых продуктов в результате механических повреждений тары являются наиболее распространенными физическим процессом. Например, бой стеклянной посуды ведет к потерям напитков или механические повреждения вызывают деформацию плодов и овощей, хлебобулочных изделий. Механические повреждения обуславливают значительные товарные потери за счет загрязнения или полной непригодности товара для использования. Механически поврежденные товары подвергаются микробиологической порче.

Наиболее распространенные физико-химические процессы - это сорбция и десорбция паров воды и газов.

При сорбции влагимасса продукта увеличивается. Так, например, печенье, вафли и сухари размягчаются; соль, мука теряют сыпучесть и слеживаются; карамельные изделия сначала становятся липкими, а затем теряют форму и текут и т.д.

Десорбция (высыхание) характерна для свежих плодов, овощей и жидких продуктов. Этот процесс, наряду с потерей массы продукта, ухудшает его качество. Испарение влаги из плодов и овощей приводит к их увяданию, нарушению обмена веществ и порче.

На интенсивность этих процессов влияют температура, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, вид тары, способ укладки товара.

Черствление мякиша хлеба представляет собой физико-химические процессы, связанные со старением денатурированных белков и клейстеризованного крахмала.

При хранении некоторых продуктов происходит процесс кристаллизации, который ухудшает внешний вид продукта, его консистенцию и вкус. Например, колебание температуры во время хранения мороженого приводит к перекристаллизации продукта: увеличиваются кристаллы льда, лактозы, что делает структуру мороженого грубой, а консистенцию - более уплотненной.

Старение белков и коллоидов происходит при хранении круп, муки и т.д. Оно сопровождается снижением способности белков к набуханию, растворимости. Например, при старении крупы увеличивается время варки, снижается объем, ухудшается вкус и консистенция каш.

Химические процессы. В пищевых продуктах протекают разнообразные процессы, вызывающие изменения качества при хранении. Они происходят без участия ферментов продукта и микроорганизмов.

Прогоркание жиров (например, окислительная порча под действием кислорода воздуха). Этот процесс характерен для пищевых жиров и жиросодержащих продуктов - растительного и коровьего масла, сала, маргарина, сыра и орехов и др. Окислению подвергаются в первую очередь жирные высоконепредельные кислоты, провитамины и витамины, при этом накапливаются продукты окисления, в том числе и токсичные. Они придают жиру горький своеобразный вкус, неприятный прогорклый запах, вызывают першение в горле.

На скорость окисления влияют степень насыщенности входящих в их состав жирных кислот, температура хранения, присутствие катализаторов (металлов, света), наличие антиокислителей и др.

Другим видом химической порчи пищевых продуктов является неферментативное потемнение, которое может развиваться в результате карамелизации сахаров, а также реакции между аминокислотами и восстанавливающими сахарами - реакция меланоидинообразования. Этот процесс протекает при хранении многих пищевых продуктов (сушеные овощи, картофель, яичный порошок). Меланоидинообразование отрицательно влияет на пищевую ценность продуктов и их органолептические достоинства: изменяется цвет продукта, появляются посторонние вкус и запах. Этот процесс можно замедлить понижением температуры хранения, а также блокированием реакционноспособных группировок главных компонентов реакции. Эффективным ингибитором является сернистая кислота или сернистый ангидрид.

При хранении консервов в металлической таре происходит растворение металла и накопление его в продукте. Переход металла в продукт в результате разрушения поверхностного слоя и накопление солей олова и др. металлов, содержащихся в виде примесей в жести, снижают сохраняемость консервированного продукта, так как катализируют в нем химические процессы, а также оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека. Содержание солей олова не должно превышать 200 мг на 1 кг продукта. Образующийся в результате взаимодействия кислот продукта и жести водород увеличивает давление внутри банки, что приводит к химическому балансу. Для защиты внутренней поверхности банок от коррозии применяют различные пищевые лаки и эмали.

Химическими процессами обусловлено обесцвечивание и помутнение ликеро-водочных изделий, выпадение нерастворимых осадков в виноградных и плодово-ягодных винах, образование в них сложных эфиров, разрушение витаминов.

К биохимическим процессам относят процессы, обусловленные действием ферментов самого продукта. Активность протекания того или иного процесса зависит от природы продукта, особенностей обмена веществ, условий хранения. Наибольшее влияние на изменение химического состава при хранении оказывает дыхание, гидролитические и автолитические процессы.

Дыхание - это процесс, присущий всем живым организмам. Оно связано с деятельностью окислительно-восстановительных ферментов и является важным источником энергии, необходимым для обмена веществ. Дыхание играет большую роль в послеуборочный период жизни растительных объектов.

Интенсивность дыхания зависит от множества факторов, в частности:

· от содержания влаги - при увеличении влажности интенсивность дыхания возрастает;

· температуры - подчиняется правилу Вант-Гоффа: увеличение температуры на 10 ºС увеличивает интенсивность дыхания продукта в 2-3 раза;

· газового состава - при повышенном содержании углекислого газа и пониженном - кислорода замедляется дыхание растительных продуктов.

Гидролитические процессы протекают в пищевых продуктах под действием ферментов гидролаз. Интенсивность их зависит от химического состава продукта, наличия и активности ферментов, условий хранения.

Гидролитические процессы оказывают положительное и отрицательное влияние на качество продукта. Например, в начале хранения при созревании плодов и овощей происходит гидролиз крахмала в сахаре, из протопектина образуется пектин, что приводит к улучшению вкуса и консистенции продукта. К концу хранения при полном гидролизе протопектина мякоть плодов становится мягкой и дряблой.

Автолиз (саморастворение) протекает в тканях мяса и рыбы под действием тканевых ферментов. Он играет большую роль при созревании мяса, сельдей и др. Процессы автолиза проходят и в некоторых продуктах растительного происхождения при хранении - при созревании и образовании букета вина, при ферментации табаков и чая, при созревании муки и т.д.

В результате автолиза происходит сложное превращение гликогена в молочную кислоту (гликолиз), а также различные преобразования белков мышечной ткани.

Все биохимические процессы могут быть заторможены низкими температурами хранения.

Микробиологические процессы - это процессы, происходящие под действием микроорганизмов.

Брожение - расщепление безазотистых органических веществ под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами. Органические вещества являются источником энергии, необходимой для обмена веществ. При хранении пищевых продуктов возникают следующие виды брожения:

· спиртовое: под действием этого процесса происходит порча продуктов с содержанием углеводов менее 65 % (соков, варенья и т.д.), эти продукты приобретают спиртовой вкус, изменяются консистенция, мутнеют.

Положительное действие этого процесса происходит в виноделии, пивоварении;

· молочнокислое: под действием этого процесса происходит прокисание и ослизнение вина и пива. Положительное действие этого процесса происходит при производстве молочных продуктов, квашении капусты;

· маслянокислое: под действием этого процесса происходит порча картофеля, прогоркание молока, увлажнение муки, бомбаж консервов;

· уксуснокислое: под действием этого процесса происходит порча продуктов с небольшим содержанием спирта - столовых вин, пива, кваса. Положительное действие этого процесса происходит при производстве пищевого уксуса;

· пропионовокислое: под действием этого процесса происходит порча виноградных вин. Положительное действие этого процесса происходит при созревание сыров.

Гниение - глубокий распад белков и продуктов их гидролиза (чаще возникает в продуктах, богатых белком и водой: в мясе, рыбе, яйцах, молоке и др.).

Плесневение обусловлено развитием разнообразных видов плесневелых грибов, образующихся, как правило, на поверхности пищевых продуктов пушистые налеты и пленки разного цвета и строения. Развитию этих грибов способствует высокая относительная влажность воздуха, а препятствует герметическая укупорка пищевых продуктов, низкая температура хранения и влажность воздуха.

Вредители пищевых продуктов. Большой ущерб при хранении пищевых продуктов наносят вредители, к которым относят различные виды насекомых и грызунов. Они уничтожают пищевые продукты, загрязняют их своими выделениями, переносят микроорганизмы, способствуя заражению товара, а часто являются и переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.