Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Биохимические основы использования конкурирующих микроорганизмов




Читайте также:
  1. I. Основы колориметрии
  2. I: ЧАСТЬ V. Основы специальных теорий перевода 409
  3. II. ОСНОВЫ МАРКЕТИНГА
  4. II.1. Основы государственности
  5. III. Основы чрезвычайных ситуаций
  6. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 1 страница
  7. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 10 страница
  8. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 11 страница
  9. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 12 страница
  10. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 13 страница

Издавна молочнокислые бактерии применяли как антогонисты гнилостных микроорганизмов.

Известно, что в результате длительного мокрого посола сырья в рассолах имеет место селективное развитие микрофлоры с ингибированием гнилостной и стимулированием молочнокислой, деятельность которой повышает нежность сырья, придает запах и вкус ветчинности, увеличивает стойкость продукта к хранению.

В технологии сырокопченых и сыровяленых изделий под воздействием увеличивающейся концентрации поваренной соли; снижения влагосодержания и величины рН при низких положительных температурах в мясе постепенно изменяется видовой состав микрофлоры: гнилостная отмирает, молочнокислая начинает преобладать.

В результате радикальной количественной и качественной трансформации микрофлоры в процессе изготовления сырых (ферментированных) колбас, состав и свойства сырья приобретают принципиально новые качественные характеристики.

Следует отметить, что ускорить этот процесс позволяет введение в сырье бактериальных молочнокислых заквасок и денитрифицирующих бактерий. Их применение дает возможность на 30% сократить длительность производства ''сыровяленых колбас, позволяет в значительной степени размягчить структуру грубых включений соединительной ткани, обеспечивает получение широкого спектра оттенков аромата и вкуса, гарантирует санитарно-гигиеническое состояние продукта.

Молочная кислота принадлежит к самым старым из известных консерван­тов. Столетиями её использовали в производстве квашеной капусты, солёных огур­цов, бобовых, оливок и других квашеных овощей. На Востоке с помощью молоч­нокислого брожения сохраняют и другие пищевые продукты, в том числе и жи­вотного происхождения. Сквашивание молока и сливок, а также некоторые ста­дии производства сыра - тоже примеры использования молочной кислоты в ка­честве консерванта. Молочная кислота образуется в результате брожения из уг­леводов, содержащихся в этих продуктах. При этом, вследствие многочисленных биохимических процессов, образуется совершенно новый пищевой продукт; по­этому данный вид консервирования (как и сбраживание соков в алкогольные напитки) можно считать химическим только условно. Недавно было предложе­но использовать молочную кислоту и её соли как консерванты для мясных и кол­басных изделий.



Современное состояние и перспективы использования в технологии мяса и мясных продуктов физико-химических барьеров, физических нетепловых барьеров и комбинации традиционных и потенциальных сохраняющих факторов

Основные формы ухудшения качества продуктов сведены, таким образом, к минимуму путём применения ряда технологических методов консервирования (табл. 23), включающих в себя внутренние, производственные, внешние, подразумеваемые факторы, влияющие на рост и выживаемость микроорганизмов.

 

 

Таблица 23. Основные современные технологии консервирования

Цель Фактор Способ достижения
Замедление или полное подавление роста микроорганизмов Снижение температуры Поставка и хранение в условиях охлаждения
Замораживание, поставка и хранение в условиях замораживания
Снижение активности воды / повышение осмотического давления Сушка и сублимационная сушка
    Посол с внесением посолочных смесей
Консервирование с внесением сахара
Снижение содержания кислорода Упаковывание в вакууме и модифицированной атмосфере
Повышение содержания двуокиси углерода Ранение в контролируемой атмосфере, обогащенной двуокисью углерода, и упаковывание в модифицированной атмосфере
Снижение уровня рН Внесение кислот
Молочнокислая или уксуснокислая ферментация
Ограничение доступности питательных веществ Контроль микроструктуры: изоляция водной фазы в эмульсиях типа вода-в-масле
Консерванты Внесение консервантов
Неорганических (например, сульфита натрия)
Органических (пропионата, сорбата, бензоата, парабенов)
         

Продолжение таблицы 23.



Иинактивация микроорганизмов   Бактериоцинов (например, низина)
Противогрибковых консервантов (натамицина / пимарицина)
Тепловая обработка Тепловая обработка, направленная на поражение вегетативных термочувствительных микроорганизмов
Пастеризация, направленная на инактивацию термочувствительных микроорганизмов
Стерилизация, направленная на инактивацию спор микроорганизмов
Ограничение проникновения микроорганизмов в продукты питания Обеззараживание Обеззараживание туш животных, а также овощей и фруктов (например, паром, органическими кислотами, гипохлоритом, озоном)
Обеззараживание ингредиентов (например, тепловой обработкой, облучением)

Продолжение таблицы 23.

  Технологическая обработка в асептических условиях Обеззараживание упаковочных материалов (например, тепловой обработкой, перекисью водорода, облучением)
Тепловая обработка и упаковывание, исключающие повторное заражение

 



Действие большинства используемых в настоящее время барьерных технологий заключается в замедлении роста микроорганизмов, а не в их инактивации (например, охлаждение, замораживание, сушка, посол, консервирование, упаковывание под вакуумом, упаковывание в модифицированной атмосфере, подкисление, ферментация, внесение консервантов). Технологий, воздействие которых заключается в инактивации микроорганизмов, намного меньше, и как правило, они основываются на пастеризации или горячей стерилизации. Воздействие дополнительных процедур заключается в ограничении возможности проникновения микроорганизмов в продукты питания после первичной технологической обработки (например, технологическая обработка и упаковывание в асептических условиях).

В настоящее время прослеживается тенденция к применению процедур, обеспечивающих получение подвергнутых консервированию меньшей интенсивности, отличающихся высоким качеством, рассматриваемых как более “натуральные”, содержащих меньше добавок и более полезных для здоровья с точки зрения питательной ценности пищевых продуктов. Часть новых и вновь разрабатываемых технологий направлены на выполнение ряда перечисленных задач. Большинство технологий, упомянутых выше, основаны на инактивации микроорганизмов (применение высокого гидростатического давления, электрических импульсов высокого напряжения, лазера высокой интенсивности и некогерентных световых импульсов) (табл. 24).

 

Таблица 24 - Новые и вновь разрабатываемые технологии консервирования продуктов питания

Физические процессы
Ионизирующее облучение гамма и электронными лучами
Радиационная дезинфекция: дозы, достаточные для уничтожения паразитов и патогенных микроорганизмов
Консервирование ионизирующим облучением: пастеризация облучением при производстве продуктов питания
Стерилизация ионизирующим излучением: дозы, достаточные для обеспечения стерильности продуктов питания
Применение высокого гидростатического давления для инактивации вегетативных микроорганизмов, повышения срока хранения и степени безопасности
Применение электрических импульсов высокого напряжения для инактивации вегетативных микроорганизмов в жидких продуктах питания
Комбинированная обработка ультразвуком, высокой температурой и незначительно повышенным давлением (“обработка давлением/теплом/ультразвуком”), направленная на снижение температуры, необходимой для пастеризации или стерилизации продуктов питания
Применение лазера высокой интенсивности или некогерентных световых импульсов для быстрого обеззараживания жидких продуктов питания, а также поверхностей продуктов питания и упаковочных материалов
Применение импульсов магнитного поля высокой интенсивности

 

Натуральные добавки
Природные вещества с антимикробными свойствами
Лизоцим, извлечённый из белка куриного яйца, используют для предотвращения роста клеток из спор Clostridium tyrobutyricum в сырах
Система лактопероксидазы, улучшающая сохранение качества молока
Лактоферрин, лактоферрицин
Вещества растительного происхождения с антимикробными свойствами
Экстракты трав и специй
Продукты жизнедеятельности микроорганизмов
Бактериоцины низин и педиоцин
Другие бактериоцины и вещества, полученные из микроорганизмов
Противогрибковые средства натамицин/пимарицин

 

Известны результаты многих исследований природных веществ, обладающих антимикробными свойствами, с целью использования их в качестве консервантов, вносимых в продукты питания. Но в настоящее время нашли широкое применение лишь немногие из перечисленных методов. Лизоцим пользуется спросом на рынке сбыта благодаря способности подавлять клетки, вырастающие из спор Clostridium tyrobutyricum в некоторых сырах. Бактериоцин низин также нашёл свою устоявшуюся область применения при производстве сыров, консервированных и некоторых других продуктов питания, а вещество с противогрибковыми свойствами, натамицин (пимарицин), используют для профилактики роста плесневых грибков на поверхности сыров и продуктов питания типа салями.

Новые сочетания процедур консервирования меньшей интенсивности являются также составной частью хорошо зарекомендовавших себя технических методов (например, тепловая обработка и охлаждение) и опираются на более традиционную барьерную технологию.

Низкая температура. Поскольку температуру при холодильном хранении продуктов питания снижают, количество типов микроорганизмов, способных размножаться, также уменьшается. Основные патогенные микроорганизмы, такие, как Clostridium perfringens и протеолитические штаммы Clostridium botulinum, не могут расти при температуре ниже 12 оС, тогда как для протеолитических штаммов Clostridium botulinum указанный лимит меньше и составляет 3°С. Некоторые патогенные микроорганизмы (например, Listeria monocytogenes, Aeromonas hydrophila, Yersinia enterocolitica) способны размножаться при температуре ниже указанной, приблизительно 0°С. Поэтому надёжный контроль низких температур, близких к 0°С, обеспечивает возможность эффективного и безопасного консервирования продуктов питания. К сожалению, в производственной практике такой точный контроль над условиями хранения продуктов питания, реализуемых на предприятиях розничной торговли, неосуществим. Тем не менее, при надлежащем контроле операций по обслуживанию покупателей такие процедуры, как тепловая обработка/охлаждение и технологическая обработка под вакуумом, а также хранение/поставки, проходят довольно успешно при поддержании температуры на уровне 3°С. При температуре ниже 0°С многие портящие микроорганизмы, не образующие спор, способны медленно размножаться, вероятно, вплоть до –7°С, так что замороженные продукты питания могут медленно портиться в результате жизнедеятельности микроорганизмов, если есть возможность повышении температуры до указанного уровня. При температуре ниже –10°С, вероятно, рост микроорганизмов в размороженных продуктах питания, хранящихся обычно при температуре –18°С, не происходит (Herbert и Sutherland, 2000), хотя иногда публикуются сообщения о медленном росте при низкой температуре (например, о росте дрожжей в замороженном горохе при –17 оС; Collins и Buick, 1989). Замораживание снижает активность воды (aw) в продуктах питания, и, очевидно, подавление некоторых типов микроорганизмов в замороженных продуктах питания вызывается не низкой температурой, а низкой aw. Поскольку плесневые и дрожжевые грибки выдерживают более низкую активность воды, чем бактерии, вероятность роста плесени и дрожжей на замороженных продуктах питания более высока. Поэтому порча замороженных продуктов питания чаще вызывается дрожжевыми и плесневыми грибками, а не бактериями.

Преимущества консервирования продуктов питания методом охлаждения и замораживания можно гораздо лучше использовать в промышленно развитых, а не в развивающихся странах. В силу того, что в развивающихся странах энергия стоит дорого, а электричество не всегда доступно, и, к тому же имеются особые климатические условия (высокая температура и влажность), характерные для большинства этих регионов, то использование низкой температуры при консервировании продуктов питания существенно затрудняется.

Снижение активности воды. Посол путём внесения соли, добавления сахара, использования других растворов веществ, удаление воды из продуктов питания при помощи сушки, а также иммобилизация воды методом замораживания продуктов питания снижают активность воды. Несмотря на то, что во всех перечисленных случаях имеет место важное специфическое влияние растворов веществ, установлено, что активность воды в продукте питания представляет собой ценный, и, поэтому, широко применяемый решающий фактор, контролирующий возможность роста микроорганизмов в продукте питания (Christian, 2000). Некоторые из наиболее распространенных портящих микроорганизмов, таких, как псевдомонады, чрезвычайно чувствительны к снижению aw, и их рост прекращается даже при снижении aw до 0,97. Подавление патогенных микроорганизмов Clostridia наблюдается при aw не выше 0,94. Подавление большинства штаммов Bacillus появляется при aw 0,93, несмотря на то, что некоторые из них способны расти при aw не выше 0,90. Staphylococcus aureas – наиболее устойчивая к низкой aw среди отравляющих бактерий, способная размножаться при aw 0,86 в аэробных условиях, но только при aw 0,91 – в анаэробных. Многие дрожжевые и плесневые грибки могут расти при aw не выше 0,86, а некоторые осмиофильные дрожжевые и ксерофильные плесневые грибки способны медленно размножаться при aw не выше 0,6. В силу указанных причин рецептуру большинства сушёных продуктов питания составляют таким образом, чтобы aw была близка к 0,3 во избежание любой возможности роста микроорганизмов, а также потому, что данный диапазон значений aw сводит к минимуму как физические, так и химические изменения.

Основная часть консервированных продуктов питания в развивающихся странах отличается промежуточным диапазоном значений активности воды (aw 0,90–0,60), а в некоторых продуктах питания она низка (aw < 0,60), поскольку указанные продукты питания должны быть пригодны к хранению без охлаждения. Несмотря на это, в развивающихся странах прослеживается тенденция к постепенному отходу от производства продуктов питания с промежуточной активностью воды, поскольку они обладают слишком солёным или слишком сладким вкусом, а их текстура и внешний вид непривлекательны для молодых покупателей. Поэтому данные продукты питания модифицируют, обеспечивая высокую активность воды (aw > 0,90) и превосходные сенсорные свойства, а также используя новейшую барьерную технологию. Исследователи в развивающихся странах плохо осведомлены о принципах и областях применения активности воды при производстве продуктов питания, кроме того, соответствующие инструменты для надёжного измерения aw до сих пор являются большой редкостью. Производители продуктов питания в развивающихся странах, в общем, незнакомы с концепцией активности воды, но, несмотря на это, они успешно консервируют продукты питания с промежуточной и низкой активностью воды в соответствии с рецептами, выработанными многими поколениями.

Снижение pH. Минимальные лимиты pH для роста некоторых портящих и отравляющих микроорганизмов, присутствующих в продуктах питания, представлены в приложении 1. Особенно важен pH, равный 4,5, ниже которого, рост C. botulinum невозможен. Следовательно, во время тепловой обработки нет необходимости нагревать продукты питания с pH ниже указанного значения до той же температуры, что и продукты питания с высоким pH и “низкой кислотностью”. Рост других микроорганизмов, отравляющих продукты питания, прекращается при значениях pH ниже 4,2. Основными микроорганизмами, присутствующими в продуктах питания с pH ниже указанного значения, являются молочнокислые бактерии, а также дрожжевые и плесневые грибки, многие из которых способны расти при значениях pH ниже 3.

В развивающихся странах pH также является важным консервирующим фактором в продуктах питания. Некоторые из основных продуктов питания в этих регионах, особенно фрукты, характеризуются природным низким pH. Растущее применение сорбата калия или бензоата натрия при производстве продуктов питания в развивающихся странах также повысило интерес к снижению, по крайней мере, до некоторой степени, pH продуктов питания с высокой кислотностью для повышения эффективности указанных консервантов. Некоторые продукты питания, например, ферментированные колбасы, для которых низкий pH (≈ 5) допустим в странах Запада, не приветствуется на Востоке, например, в Китае и Японии, поскольку кислый вкус ассоциируется с порчей, тогда как сладкий вкус ценится высоко. Некоторые продукты питания в развивающихся странах консервируют высоким pH. Это справедливо, например, для вырабатываемых в Китае знаменитых, консервируемых традиционными методами куриных и утиных яиц (pi dan), погружаемых в раствор гидроксида натрия (NaOH) (Luo и др., 1980). pH повышается до ~ 11 в белке и до ~ 9 желтке, в результате чего инактивируется большое количество Salmonella enteritidis в толще яиц и на их поверхности при традиционном методе приготовления pi dan.

Консерванты. Существующие типы кислот серьёзно влияют на эффективность консервирования сниженным pH. Консерванты, основой которых являются слабые органические кислоты, такие, как бензойная, сорбиновая и пропионовая, и неорганические, например, сернистая и азотистая, более эффективны при низком, чем при высоком pH (Lund и Eklund, 2000; Booth и Stratford, работа готовится к печати). За исключением сложных эфиров p-гидроксибензойной кислоты (парабенов), используемых в некоторых областях, не существует антимикробных консервантов широкого спектра действия, активных при pH, близком к нейтральному.

В развивающихся странах всё шире используют химические консерванты, такие, как сорбат и нитрит (вместо нитрата). Их применение успешно, пока дозировка правильна, но зачастую контроль над дозировкой консервантов недостаточно строг. При выработке продуктов питания, особенно на малых предприятиях, наблюдается передозировка консервантов, но её следует исключить, внедрив строгие правила надлежащей организации производственного процесса (GMP). В некоторых развивающихся странах, например, в Африке, химические консерванты очень дороги, поскольку их необходимо импортировать. Показано, что в таких условиях химические консерванты можно частично заменить специями, очень распространенными в этих регионах.

Упаковывание под вакуумом и в модифицированной атмосфере. Примерно за последние тридцать лет область применения упаковывания под вакуумом и в инертном газе значительно расширилась. Эффективность данной технологии обычно зависит, во-первых, от степени удаления кислорода с последующим исключением роста облигатных аэробных микроорганизмов и замедлением роста факультативных анаэробных микроорганизмов. Во-вторых, двуокись углерода, обычно включаемая в состав модифицированной атмосферы, наполняющей упаковки с продуктом питания, оказывает дополнительное антимикробное воздействие, особенно заметное при низкой температуре. В упаковках со свежим мясом и рыбой смесь кислорода с двуокисью углерода часто применяют с целью сохранения удовлетворительной интенсивности цвета и степени безопасности при увеличенном сроке хранения. Сушёные продукты питания, богатые липидами, такие, как жареный хрустящий картофель и сходные с ним лёгкие закуски, будучи микробиологически стабильны, значительно выигрывают от упаковывания в атмосфере, не содержащей кислорода, благодаря предотвращению развития окислительной прогорклости, тем более, если в продукте питания высоко содержание особенно чувствительных ненасыщенных или полиненасыщенных жирных кислот. Большинство продуктов питания с низким содержанием липидов, или, наоборот, с высоким содержанием насыщенных липидов, таких, как зерновые, сухофрукты, чай и другие вещества, полученные методом сухой вытяжки, значительно более устойчивы к наличию кислорода. Известно, что высокое содержание O2 увеличивает концентрацию потенциально смертельных свободных радикалов, таких, как радикалы супероксида и гидроксида, присутствующих в микроорганизмах. Но в большинстве случаев на рост микроорганизмов в продуктах питания сильнее влияет смесь большого объёма O2 и СO2, а не указанные газы сами по себе. Хотя данную смесь и широко используют для консервирования красного мяса (70–80 % O2:20–30% СO2) для сохранения ярко-красного цвета оксимиоглобина и подавления роста грамотрицательных бактерий при увеличенном сроке хранения, в ходе исследования других продуктов питания (например, лосося, моркови) выявлено пагубное влияние высокого содержания кислорода на качество продукта питания (например, раннее развитие прогорклости).

В развивающихся странах, например, в Китае, упаковывание под вакуумом довольно широко используют при производстве мясопродуктов, прошедших технологическую обработку, таких, как традиционная китайская колбаса. Эта процедура полезна в нескольких отношениях: задерживается развитие прогорклости и рост плесневых грибков и улучшается степень сохранения вкусовых свойств и интенсивности цвета. В ряде развивающихся стран доступна также аскорбиновая кислота, и её внесение способствует дальнейшему улучшению интенсивности цвета продукта питания и задержке роста плесневых грибков, т.к. окислительно-восстановительный потенциал снижается. С другой стороны, упаковывание в модифицированной атмосфере в развивающихся странах распространено меньше, поскольку для этого необходимы значительные инвестиции и постоянная подача газа.

Микроструктура. Консервирование продуктов питания типа вода-в-масле, таких, как масло, маргарины и пасты с низким содержанием жира, зависит от их микроструктуры, то есть разделения на ячейки. До тех пор, пока их вырабатывают при строгом соблюдении правил гигиены, большинство капелек водной фазы, содержащихся в данных продуктах питания, не будут содержать микроорганизмы. Более того, проникновение микроорганизмов в стерильные капельки будет предотвращено окружающей их сплошной средой липидов. Итак, стабильность перечисленных продуктов питания во время длительного хранения зависит от строгости соблюдения правил гигиены во время производственного процесса, формирования и сохранения стабильной структуры капелек, распределения размеров капелек, а также от наличия консервантов в некоторых веществах.

Микроструктура продуктов питания ещё не очень широко изучалась в развивающихся странах. Но в Чили опубликована работа, посвящённая принципам микроструктуры. Подробное изучение микроструктуры продуктов питания требует применения сложной аппаратуры. Но с практической точки зрения микроструктура продуктов питания, несомненно, также важна для развивающихся стран. Например, для ферментированных продуктов питания, распространённых в развивающихся странах ещё шире, чем в промышленно развитых, значение микроструктуры с точки зрения микробиологической стабильности и безопасности очень велико. Продемонстрировано, что микроструктура ферментированных колбас очень важна для надлежащей ферментации, и что степень инактивации патогенных микроорганизмов (например, salmonellae) заквасочными культурами (молочнокислыми бактериями) повышается при внесении заквасочных культур в виде раствора с целью их равномерного распределения в микроструктуре колбасы. При микробиологической оценке всех ферментированных продуктов питания необходимо помнить об их микроструктуре, особенно при ферментации твёрдых продуктов питания.

Тепловая обработка. Пастеризация, достаточная по длительности и температуре для инактивации вегетативных микроорганизмов, и стерилизация, достаточная по длительности и температуре для инактивации спор микроорганизмов, применяется в некоторых крупнейших и наиболее важных отраслях пищевой промышленности. Термостойкость различных типов микроорганизмов, возможно, важная для продуктов питания, консервированных методом барьерной технологии, имеет чрезвычайно широкий диапазон значений в зависимости от конкретного типа и иногда от штамма микроорганизма, а также от того, находятся ли клетки в вегетативном состоянии или присутствуют в виде спор. С другой стороны, устойчивость некоторых энтерококков в несколько сот раз выше, в результате чего они иногда выживают и создают проблемы, связанные с порчей продуктов питания, особенно если крупные партии продуктов питания навалом (например, варёные окорока) подвергают медленной тепловой обработке, обеспечивая время для адаптации к высокой температуре и последующего развития термостойкости. В то время как термостойкость большинства дрожжевых и плесневых грибков находится в пределах диапазона значений, характерных для вегетативных бактерий, сумкоспоры некоторых родов, Bysso-chlamys и Talaromyces, регулярно создают проблемы, т.к. их термостойкость достаточно высока для превышения выносливости наименее термостойких спор бактерий. Диапазон значений сопротивляемости спор бактерий снова существенно варьируется, причём большинство самых чувствительных типов, важных для продуктов питания, консервированных методом барьерной технологии, имеет D-величины, равные нескольким минутам при 80°С (например, C. botulinum типа E). Другое экстремальное значение характерно для C. botulinum типа A – D-величины, равные приблизительно 30 минутам при 100°С.

Так как использование ионизирующего излучения при консервировании продуктов питания не получило еще широкого распространения, применение тепловой обработки остаётся основным средством инактивации микроорганизмов, присутствующих в продуктах питания.

В развивающихся странах тепловая обработка – основной метод уничтожения нежелательных микроорганизмов, присутствующих в продуктах питания. Но тепловую обработку в этих частях света выполняют при температуре < 100°С, поскольку автоклавы малодоступны. Однако из-за того, что микробиологическая нагрузка на сырьё, обусловленная климатическими особенностями и отсутствием системы холодильного хранения, высока, пастеризация, используемая в развивающихся странах, ещё более интенсивна, чем применяемая в промышленно развитых странах, то есть продукты питания проходят тщательную тепловую обработку. Продукты питания, продаваемые в развивающихся странах на улице, например, предлагаемые магазинами по продаже лапши, расположенными на углах улиц в странах Юго-Восточной Азии, несмотря на антисанитарные условия, безопасны с микробиологической точки зрения, если интервал между тепловой обработкой и употреблением в пищу незначителен. В технологическую обработку продуктов питания, например, сушёного мяса в Китае, часто входит тепловая обработка, и, следовательно, случаи пищевого отравления после употребления в пищу таких продуктов питания нечасты, а после употребления в пищу сушёного сырого мяса, например, biltong, вырабатываемого в Африке, подаваемого в сыром виде, иногда возникают пищевые отравления, вызванные salmonellae.

Новые и вновь разрабатываемые технологии консервирования физическими методами. Среди физических процессов, разрабатываемых и внедряемых самыми разными способами, инактивирующих микроорганизмы, но, в основном, не связанных с тепловой обработкой, – облучение, высокое гидростатическое давление, переменное электрическое поле, лазер высокой интенсивности, некогерентные световые импульсы и обработка ультразвуком. Некоторые из них обладают потенциалом для применения при консервировании продуктов питания, подвергнутых минимальной технологической обработке, с тем преимуществом, что они вызывают менее значительную потерю вкусовых свойств, питательных веществ, текстуры и других важных характеристик качества, возникающую при традиционной тепловой обработке.

Использование ионизирующего излучения при производстве целого ряда продуктов питания одобрено в настоящее время в более чем 40 странах мира. Большинство органов власти ограничивают допустимые дозы достаточные для обработки продуктов питания. Возможно, что в скором времени облучение пищевых продуктов найдет более широкое применение, но в настоящее время сопротивление покупателей продолжает тормозить использование данного метода в промышленно развитых странах. Практическое применение облучения при выработке основных продуктов питания очень ограничено ввиду дороговизны и отсутствия соответствующей инфрастуктуры, но облучение некоторых дорогостоящих товаров, идущих на экспорт, таких, как специи, вполне достижимо.

Среди новых производственных процедур, основанных на физических методах, промышленное использование технологической обработки высоким гидростатическим давлением пользуется наибольшей популярностью и нашло свою область применения на рынке сбыта; оно служит методом консервирования высококачественных продуктов питания с высоким pH, в том числе джемов, фруктовых соков, желе, соусов, фруктов, добавляемых в йогурты, ингредиентов, вносимых в мороженое, заправок, гуаявы и некоторых других продуктов питания с повышенным pH, таких, как мясо, упакованное нарезанным на ломтики. Давление до 600 МПа применяют для уничтожения вегетативных микроорганизмов, в том числе дрожжевых и плесневых грибков, но споры многих типов микроорганизмов остаются чрезвычайно устойчивыми к воздействию одного только давления. Подходы к созданию барьеров, при которых применяют давление в комбинации с другими методами антимикробной обработки, создают предпосылки для преодоления данного ограничения в будущем. Для развивающихся стран технологическая обработка продуктов питания высоким гидростатическим давлением также представляет интерес, и её уже применяют в Мексике как дополнительный барьер при консервировании фруктов с высоким содержанием влаги. Но в принципе технологические методы обработки продуктов питания, приемлемые для применения в развивающихся странах, должны быть простыми, недорогими, позволяющими экономить электроэнергию и пригодными к применению на местных производственных предприятиях, несмотря на это, в настоящее время технологическая обработка высоким гидростатическим давлением не отвечает ни одному из перечисленных критериев. То же самое более или менее справедливо и для других новых технологий, обсуждение которых приводится ниже.

Использование электрических импульсов высокого напряжения при производстве продуктов питания, главным образом, жидких, инактивирует вегетативные формы бактерий, дрожжевые и плесневые грибки, но не споры. Разработали данный технический метод, показали его пригодность для пастеризации, не связанной с тепловой обработкой, например, фруктовых соков, молока, жидких яичных продуктов, супа. Применяемая напряжённость электрического поля превышает приблизительно 20–30 кВт/см –1, таким образом, любое повышение температуры остаётся минимальным.

Уже в течение долгого времени известно, что лазер высокой интенсивности и некогерентный свет инактивируют микроорганизмы. Смертоносное воздействие является, главным образом, результатом влияния ультрафиолетового излучения и иногда кратковременного нагревания. Запатентованы машины для обработки продуктов питания некогерентными световыми импульсами высокой интенсивности, которые можно построить в промышленных условиях. Разные спектральные составы и виды энергии используют в соответствии с требованиями, предъявляемыми разными областями применения. Свет, обогащённый ультрафиолетовым излучением, в котором приблизительно 30 % волн имеет длину волны менее 300 нм, рекомендован к применению при обеззараживании упаковочных материалов, воды и других прозрачных жидкостей. Основное смертоносное воздействие – результат влияния ультрафиолетового компонента. И, наоборот, при обработке поверхностей продуктов питания, когда ультрафиолетовое излучение может привести к пагубным последствиям (напр., потере интенсивности цвета), ультрафиолетовое излучение отфильтровывают, а смертоносное воздействие получают за счёт нагревания, но оно носит, в основном местный характер, так что нагревание, даже затрагивающее толщу продукта питания, оказывает очень ограниченное воздействие.

Хорошо известно, что ультразвук высокой интенсивности может инактивировать микроорганизмы, разрушая их. Недавнее открытие, заключающееся в том, что эффективность обработки ультразвуком может усиливаться применением высокой температуры и незначительно повышенного давления, привело к исследованию комбинации указанных процессов (обработки повышенным давлением/высокой температурой/ультразвуком). В то время как эта процедура всё ещё остаётся экспериментальной, заявлено, что она воздействует на споры так же эффективно, как и на клетки вегетативных бактерий.

Применение таких технологий, основанных на физических методах, для инактивации микроорганизмов, присутствующих в продуктах питания, без необходимости использовать тепловую обработку высокой интенсивности, очень привлекательно с точки зрения качества продуктов питания. Но хотя некоторые из указанных технических методов, в частности, высокое давление, находят всё более широкое применение, есть проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем большее число данных технических методов найдёт повсеместное применение. Во-первых, споры бактерий очень устойчивы к большинству новых процедур, так что результатов, эквивалентных получаемым при горячей стерилизации, добиться нелегко. Во-вторых, безопасность данных процедур, с учётом степени уничтожения патогенных микроорганизмов в результате их использования всё ещё требует изучения. Третья проблема, связанная с предыдущей, состоит в том, что кинетика инактивации некоторых из этих методов не так проста, как кинетика тепловой обработки, например, зачастую она не носит характер экспоненциальной, причём иногда наблюдаются длинные “хвосты” на кривых выживаемости, что затрудняет разработку безопасных процессов, в отличие от тепловой обработки. Но если помнить о значимости данных факторов, несомненно, количество областей применения новых технологий будет возрастать, в частности, исследуется и используется применение указанных методов в новых сочетаниях, то есть в комбинации с уже существующими и хорошо изученными барьерами.

Вопросы для самоконтроля:

 


Дата добавления: 2015-02-10; просмотров: 41; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.023 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты