Пищевые продукты быстро портятся. Растительные продукты питания можно употреблять в свежем виде лишь в течение короткого времени после сбора урожая. Не менее важно сохранять мясные, молочные и другие продукты. Люди вынуждены делать продуктовые запасы. Один из способов предохранения пищи от порчи – её консервирование.

Под консервированием понимают меры, направленные против развития в продукте вредных микроорганизмов, образования ими токсинов, предотвращения плесневения, появления неприятного вкуса и запаха. Различают физическое, биологическое и химическое консервирование.

Физические методы консервирования: пастеризация и стерилизация (действие повышенных температур); охлаждение и замораживание; сушка (удаление воды); обработка ионизирующими облучениями.

Биологическое консервирование заключается в воздействии на продукт безопасных для человека культур микроорганизмов, предотвращающих развитие нежелательной микрофлоры.

Химические методы консервирования состоят в добавлении к продуктам определённых веществ, которые подавляют развитие микроорганизмов. Консерванты задерживают или прекращают рост и размножение микроорганизмов, чем повышают устойчивость пищевых продуктов при хранении. Консерванты позволяют сохранять скоропортящиеся пищевые продукты в течение более или менее продолжительного времени в условиях слабого охлаждения или без него, при обычной температуре. Антимикробное действие консервантов может быть основано на снижении активности воды, парциального давления кислорода, величины рН, то есть ухудшении условий жизни микроорганизмов, или оно может быть направлено непосредственно на клетку микроба.

Первыми способами консервирования были сушка и засолка. Далее в арсенале консервантов появились спирт, коптильный дым, некоторые кислоты (уксусная, молочная и др.). Потребитель со временем становится требовательнее, его уже не устраивают консерванты, которые слишком изменяют структуру и свойства продуктов питания. Лишь около ста лет назад стали защищать с помощью консервантов и нестойкие составные части продуктов.

При выборе консерванта прежде всего учитывается его безвредность для организма человека, эффективность его антимикробного действия. Одновременно требуется, чтобы он не изменял органолептических свойств продуктов питания. Эффективность каждого консерванта зависит от его концентрации в продукте. Естественно, при одинаковой концентрации разные консерванты обладают различной антимикробной активностью. Поэтому для усиления антимикробного действия иногда используют сочетание нескольких таких веществ. Практически ни один консервант не является универсальным, пригодным для всех продуктов питания. Для определённой группы продуктов используются соответствующие им консерванты или их сочетание. Кроме того, очень часто химические методы консервирования дополняют физическими. Например, рыбные пресервы с добавкой бензоата натрия хранят на холоду. Рассмотрим некоторые из разрешённых к применению в нашей стране консервантов.

ПОВАРЕННАЯ СОЛЬ

Соль, хлорид натрия NaCl, в качестве консерванта продуктов питания была хорошо известна ещё в древности. Это типичный консервант, действие которого основано главным образом на снижении активности воды. Её действие сравнимо с обезвоживанием, поэтому её применение называют «химической сушкой». С помощью соли издавна консервируют рыбу, мясо, масло, сыры, овощные продукты. Следует отметить, однако, что для существенного снижения активности воды, тормозящего развитие плесеней, дрожжей, стафилококков, требуется очень высокая концентрация соли, делающая продукт несъедобным. Поэтому соль, как правило, сочетают с другими консервантами или с физическими способами консервирования.

ДИОКСИД УГЛЕРОДА

Углекислота СО₂ (Е290) с древних времён неосознанно использовалась для сохранения продуктов питания. Её действие обусловлено несколькими факторами. Во-первых, замена двуокисью углерода части воздуха приводит к дефициту кислорода, необходимого микробам для «дыхания», во-вторых, углекислый газ непосредственно воздействует на клетки микроорганизмов. Основной областью использования являются производство безалкогольных напитков, а также создание инертной атмосферы для хранения самых разных продуктов, особенно в потребительской упаковке.

УКСУС

Помещение пищевых продуктов в уксус или в содержащие его растворы относится к старейшим способам консервирования. За пять тысяч лет до Рождества Христова на Востоке был известен уксус из пальмового вина. Уксус в Древнем Риме использовали и как приправу, и для консервирования (самостоятельно, либо в смеси с солью, вином или мёдом). До начала средних веков уксус изготавливали исключительно в домашнем хозяйстве, сбраживая на воздухе спиртосодержащие жидкости (прежде всего вино) уксуснокислыми бактериями. Промышленное производство уксуса началось в XIV в. во Франции по орлеанскому способу. Уксусная кислота (Е260) занимает прочное место в консервировании пищевых продуктов, причём в некоторых странах чаще используется не уксус, полученный брожением, а синтетическая уксусная кислота (СН₃СООН). Между синтетическим и бродильным уксусом нет различий по консервирующему действию. Значение имеет только концентрация уксусной кислоты. Её консервирующее действие основано на снижении рН консервируемого продукта. Для этого необходима её высокая концентрация – свыше 0,5%. Главным образом уксусная кислота подавляет развитие бактерий. Применяется уксус, как известно, для консервирования и как вкусовое вещество в производстве майонезов, кетчупов, рыбо- и мясопродуктов, маринованных овощей. В виде диацетата натрия для защиты хлеба от «картофельной болезни».

СЕРНИСТЫЙ ГАЗ

Сернистый газ Е220 (диоксид серы, оксид серы ГУ) SO₂ Бесцветный газ, с раздражающим запахом, образуется при горении серы (поэтому иногда говорят «пахнет жжёной серой»). Довольно хорошо растворим в воде с образованием слабой двухосновной сернистой кислоты H₂SО₃. Кислота эта образует средние и кислые соли, из которых применяют сульфит натрия Na₂SО₃ и гидросульфит натрия NaHSО₃. Арсенал сульфитов, гидросульфитов и пиросульфитов – это добавки Е221...Е228. Сернистый газ, соли сернистой кислоты подавляют рост плесневых грибов, дрожжей, некоторых бактерий. Используют их для предотвращения «болезней вина», сохранения соков, плодоовощных пюре, повидла и т.д. Сульфиты одновременно являются ингибиторами ферментов дегидрогеназ, восстановителями (см. «Отбеливающие вещества» гл. 2) и антиокислителями. Используя эти консерванты следует помнить, что они разрушают тиамин (витамин Bj) и биотин (витамин Н), чем обесценивают продукт. Поэтому сернистый газ не рекомендуют использовать для консервирования продуктов питания, являющихся главными поставщиками тиамина (мясо, зерно злаков, молочные продукты и др.). Сульфитированные продукты при переработке подвергаются десульфитации, в результате которой летучие соединения сернистой кислоты удаляются. Десульфитации способствует тепловая обработка и контакт с воздухом.

СОРБИНОВАЯ КИСЛОТА И ЕЁ СОЛИ

Сорбиновая кислота СН₃-СН=СН-СН=СН-СООН, (2,4-гексадиеновая) консервант, обладающий эффективным антимикробным действием (подавляет рост большинства микроорганизмов, особенно дрожжевых грибков и плесеней). Содержится в соке рябины (род Sorbus), отсюда и название кислоты. Сорбиновая кислота и её соли – сорбаты (Е200...Е203) – широко используются для консервирования различных продуктов: фруктовых и овощных консервов, яичных и кондитерских изделий, мясных и рыбных продуктов, плодово-ягодных соков и безалкогольных напитков. Сорбиновая кислота не изменяет органолептических свойств продуктов, малотоксична, поэтому предельно допустимые её количества довольно большие. По международным данным допустимая суточная норма потребления этой кислоты для человека – 25 мг на 1 кг массы тела в день. В Организме человека сорбиновая кислота легко вступает в обменные процессы также как любая жирная кислота пищи и усваивается с выделением энергии. В низких концентрациях она является дополнительным источником питания для микроорганизмов, что необходимо учитывать при употреблении её в качестве консерванта. Часто её используют в комплексе с другими консервантами. Сорбиновая кислота используется для обработки материала, в который упаковывают пищевые продукты. В качестве консерванта активно используют калиевую и, реже, кальциевую соли этой кислоты.

БЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА И ЕЁ СОЛИ

Эти консерванты используются при изготовлении напитков, плодово-ягодной продукции, рыбопродуктов. Антимикробное действие бензойной кислоты проявляется в кислой среде и основано на подавлении активности ферментов микробных клеток. Препятствует росту дрожжей и бактерий маслянокислого брожения. В организме человека соединяется с глицином, образуя безвредную гиппуровую кислоту, которая выводится с мочой. Допустимая доза бензойной кислоты для человека – 5 мг/кг веса тела в день. Содержится в значительном количестве в некоторых плодах и ягодах, например, в бруснике и клюкве её 500...2000 мг/кг, чем обусловливается их длительная сохранность.

Бензойная кислота С₆Н₅СООН (Е210) часто используется в форме соли – бензоата натрия, прекрасно растворимого в воде. Бензоат натрия C₆H₅COONa (Е211) используется для консервирования рыбных изделий, при производстве маргарина, плодово-ягодных продуктов, напитков. Допустимое его содержание в повидле, мармеладе, кондитерских изделиях, меланже до 700 мг/кг, в плодово-ягодных полуфабрикатах и маргарине – 1000 мг/кг, в рыбной икре и рыбных консервах – 1000...2000 мг/кг продукта.

Разрешены к применению ещё бензоаты калия и кальция (Е212 и Е213).

УРОТРОПИН

Уротропин Е239 (гексаметилентетрамин) C₆H₁₂N₄. Консервант ограниченного применения. Разрешён для консервирования зернистой икры лососевых рыб и для выращивания маточных культур дрожжей. В зернистой икре допускается содержание уротропина не более 1000 мг/кг продукта, в готовых дрожжах его остатков не должно быть.

АНТИБИОТИКИ

Это вещества биологического (микробного, животного или растительного) происхождения (сейчас выпускаются и полусинтетические антибиотики), обладающие способностью подавлять рост и размножение определенных видов микроорганизмов. В небольших концентрациях они способны предохранять продукт от порчи в течение определённого времени, и поэтому некоторые из них применяются в качестве консервантов.

В пищевой промышленности разрешается использовать лишь такие антибиотики, которые не используются в медицинской практике, обладают высокими антимикробными свойствами и в то же время инактивируются при тепловой обработке, не являются токсичными для человека и не оказывают влияния на органолептические свойства пищевых продуктов. В качестве консерванта антибиотики пригодны для обработки скоропортящихся продуктов (таких как мясо к рыба) и лишь в тех случаях, когда другие способы консервирования затруднены или невозможны. Чаще всего свойства антибиотиков используются для сохранения мяса при его Транспортировке на дальние расстояния и при доставке рыбы с места лова на рыбозаводы. Ограниченное применение антибиотиков в качестве консервантов обусловлено прежде всего тем, что, попадая в организм даже в минимальном количестве, они могут привести к появлению в нём устойчивых форм патогенных микроорганизмов. Кроме того, продолжительное употребление пищи с активным антибиотиком иногда вызывает нежелательные изменения в составе обычной, нормальной микрофлоры кишечника – дисбактериозы, которые, в свою очередь, могут стать причиной развития вторичных бактериальных инфекций. Возможны повышенная чувствительность к антибиотикам (с развитием аллергических реакций) и их токсичность для организма. Среди антибиотиков, которые обладают способностью задерживать рост микробов на поверхности мяса и рыбы и отвечают в той или иной степени необходимым требованиям, следует прежде всего назвать хлортетрациклин (биомицин), окситетрациклин (террамицин), нистатин и низин.

Биомицин – антибиотик широкого антибактериального спектра действия, не тормозящий, однако, развитие плесеней и дрожжей. При обычной кулинарной тепловой обработке он превращается в безвредное для организма соединение, практически полностью инактивируется.

Как консервант этот антибиотик применяется в виде биомицинового льда для сохранения рыбы тресковых пород (5 г биомицина на 1 т льда). Остаточное содержание биомицина в сырой рыбе допускается не более 0,25 мг/кг, что гарантирует его полное отсутствие после тепловой обработки в готовом к употреблению пищевом продукте. При этом органолептические свойства жареной и варёной рыбы вполне удовлетворительны.

Биомицин вместе с подавляющим развитие плесеней и дрожжей нистатином применяется для обработки мясных туш путем орошения их раствором, содержащим 100 мг/л биомицина и 200 мг/л нистатина. Эти антибиотики используются для консервирования мяса только в сочетании с холодом и исключительно для туш, предназначенных для дальних перевозок в вагонах-рефрижираторах. Наличие остаточных концентраций антибиотиков в мясе после кулинарной обработки не допускается.

Консервирование биомицином молока, молочных продуктов, фруктов, овощей и ягод в нашей стране запрещено.

Наиболее известен у нас низин (Е234) C₁₄₃H₂₃₀N₄₂O₃₇S₇ Природный антибиотик, продуцируемый молочнокислыми бактериями вида Streptococcus lactis. Он задерживает рост и развитие различных видов стафилококков, стрептококков и других микробов. Неэффективен против дрожжей, плесеней и грамотрицательных бактерий. Относится к перспективным антибиотикам. В качестве консерванта используется в ряде стран. Он быстро разрушается, не оказывая какого-либо отрицательного воздействия на полезную кишечную микрофлору и организм в целом. Низин не применяется в качестве лечебного препарата, поэтому не возникает опасности образования в организме микробов, устойчивых к этому антибиотику. Важной особенностью низина как антимикробного вещества является способность снижать сопротивляемость спор термоустойчивых бактерий к нагреванию. Это увеличивает

Эффективность промышленной стерилизации консервов, позволяет при этом снижать температуру. У нас в стране низин разрешён в производстве плавленых и других сыров (200...600 г/т), молочных продуктов (50...150 г/т), овощных и фруктовых консервов (100...200 г/т).