Пищевые продукты, как правило, быстро портятся. Поэтому приходится ис­пользовать их немедленно или, если это невозможно, принимать меры для их сохранения, т.е. консервировать.

§1. Защита пищевых продуктов: определения

В пищевом продукте могут происходить физические, химические, биохими­ческие и микробиологические процессы, отрицательно влияющие на его качест­во. В данной книге рассматриваются только микробиологическая порча пище­вых продуктов и вещества, которые такую порчу замедляют или предотвращают.

Микробиологическая порча пищевых продуктов происходит при наличии определенных условий, необходимых для протекания биологических процессов:

1. Наличие возбудителей порчи. Микробиологическая порча пищевого про­дукта невозможна, если на его поверхности или внутри него отсутствуют микро­организмы.
2. Наличие доступных для микроорганизмов питательных веществ. Если та­ковые отсутствуют, то микроорганизмы не могут развиваться.
3. Наличие благоприятных для жизнедеятельности микроорганизмов тем­пературы, активности воды, концентрации кислорода, окислительно-восстано­вительного потенциала, концентрации ионов водорода (рН). Если эти условия неблагоприятны, микроорганизмы или не будут развиваться повес, или их раз­витие будет замедленным.
4. Достаточно длительное время хранения пищевого продукта. Если пище­вой продукт будет использован до того, как начнётся нежелательный рост мик­роорганизмов, мероприятия против микробиологической порчи излишни.

О микробиологической порче можно говорить лишь тогда, когда в результа­те деятельности микроорганизмов качество пищевого продукта ухудшается.

Под порчей пищевого продукта понимают лишь нежелательное изменение его качества. Отсюда следует, что не всякое микробиологическое изменение – порча. Например, сбраживание виноградного сока дрожжами не является пор­чей, если целью служит получение вина, и является, если требуется сохранить виноградный сок неизменным. Уксус может образовываться при нежелательном прокисании вина, а может целенаправленно получаться из вина с помощью тех же уксуснокислых бактерий; в первом случае налицо порча, а во втором ее нет. Напомним также, что микроорганизмы необходимы для получении таких известных продуктов питания, как хлеб, йогурт и т.д. Иногда ответ на вопрос о том, оценивать ли микробиологическое изменение пищевого продукта как ухудше­ние его качества или нет, зависит от глубины и направлении этого изменения. Например, процесс созревания сыра может плавно перейти в его порчу, причем точно определить переходный момент зачастую невозможно. Такая неопреде­лённость может иметь юридические последствия, так как во многих странах су­ществуют запреты на поставку в торговлю испорченных продуктов.

§2. Способы консервирования

Под консервированием продуктов питания понимается совокупность мер, направленных прошв различных видов порчи. В более узком смысле под кон­сервированием понимают действия, направленные против микробиологической порчи. Для этого издавна пользуются двумя принципиально отличающимися ме­тодами: физическим и химическим. В последнее время активно обсуждаются ме­тоды биологического консервирования пищевых продуктов (см. гл. 54 и 55).

При консервировании необязательно уничтожать имеющиеся микроорганиз­мы. Важнее создать условия, в которых они не могли бы испортить пищевой продукт.

Физические методы консервирования (которые в этой книге не обсуждают­ся) заключаются в том, что пищевой продукт подвергают физическому воздейст­вию, которое препятствует росту микробов. Самые известные из них – стерили­зации и пастеризация (воздействие нагреванием), охлаждение и замораживание (воздействие холодом), сушка (удаление воды) и облучение.

Химические методы консервирования заключаются в добавлении более или менее хорошо известного химического соединения, которое подавляет развитие микроорганизмов или уничтожает их. Такие вещества называют консервантами. Различают консерванты в широком и в узком смысле этого слова. К первым относят, например, соль и уксус, ко вторым – сорбиновую и сернистую кисло­ты. Существенное отличие между этими группами заключается в используемых концентрациях. Первые применяются в концентрациях выше 0,5-1%, а для вто­рых из-за их более сильного антимикробного действия достаточно 0.5% и менее.

При биологических способах консервирования к продуктам питании добав­ляют очищенные культуры определённых микроорганизмов, которые оказыва­ют тормозящее действие на возбудителей порчи. Такие культуры называют за­щитными.

§3. Почему необходимо консервировать пищевые продукты

Зерно, фрукты и другие растительные продукты питания можно употреб­лять всвежем виде лишь в течение короткого времени после сбора урожая. По­этому с давних пор, особенно в наших широтах, люди вынуждены были делать долговременные запасы. Периоды дождей и засухи, которые были и есть повсюду в мире, также заставляли сохранять продукты питания. Упоминание об этом встречается в Библии: «И сказал Иосиф фараону: <...> Да повелит фараон поста­вить над землёю надзирателей и собирать в семь лет изобилия пятую часть с зем­ли Египетской. Пусть они берут всякий хлеб этих наступающих хороших годов... И будет сия пища в запас для земли на семь лет голода..." [Быт. 41: 25, 34-36]. В этом отрывке говорится (если излагать в современных терминах) о сохранении продуктов питания в атмосфере защитного газа, так как зерно защищалось от порчи углекислым газом, образующимся при дыхании2.

Необходимость консервировать пищевые продукты возникла в результате развития цивилизации. Сегодня человечество живёт преимущественно в горо­дах, где производить продукты питании практически невозможно. В промышленно развитых странах все меньшее число людей производит пишу для всё боль­шего их числа. Это возможно, только если пищевые продукты имеют достаточ­ный срок хранения.

С развитием цивилизации изменились жизненные привычки и потребности людей, у них появилось желание наслаждаться деликатесами и экзотическими продуктами из дальних стран. Выпускается множество «фирменных» продуктов питании, к сохранности которых предъявляются особенно высокие требовании. Во всех этих случаях не обойтись без использования соответствующих приемов сохранения, т.е. без консервирования.

Хотя консервирование (по крайней мере в развитых странах) достигло вы­сокого уровня, все еще поразительно много пищевых продуктов теряется в ре­зультате порчи. По некоторым оценкам, более 20% произведенных продуктов не достигают стола потребителя, а достаются грызунам, насекомым и микроорга­низмам. В менее развитых странах эти потери намного больше.

Если раньше продукты питании консервировали исключительно по эконо­мическим причинам, то в последнее время добавился и токсикологический ас­пект3. Например, в 60-х годах обнаружилось, что многие плесневые грибы обра­зуют токсины, которые могут попадать в продукты питания. Если ограничить рост плесневых грибов, например, применяя консерванты, то уменьшается и об­разование токсинов. Поэтому с точки зрения профилактики заболеваний ис­пользование безусловно нетоксичных консервантов менее рискованно, чем от­каз от них.

§4. История химического консервирования пищевых продуктов

Когда человек был еще собирателем и охотником и буквально «едва сводил концы с концами», он не нуждался в консервировании продуктов питания. Дли­тельное их хранение не требовалось, так как природа предоставляла ему посто­янные источники пищи. С началом неолитической революции (примерно 10 тыс. лет назад), когда человек стал переходить к оседлому образу жизни, на смену собирательству и охоте пришли обработка земли и приручение диких животных. Человек стал делать запасы продовольствия, наподобие белки или хомяка защи­щая их от сородичей и непогоды. Переход к питанию припасами приводил и к изменению его структуры, нарушению традиционных (физиологичных) норм Значительно изменялись при этом и органолептические свойства продуктов

Первыми способами консервировании были сушка и засолка. Пища, сохра­нённая таким образом, имела соответствующие недостатки. Так, один париж­ский торговец XIV века советовал своим покупателям дли приготовления суше­ной трески, хранившейся 12 лет, вымочить её в течение ночи в воде, а затем отбить кувалдой до размягчении. Читая исторические документы о питании насе­лении умеренных климатических зон зимой или о рационе моряков, мы видим, что та пища полностью или в основном состояла из консервированных продук­тов. В питании преобладали зерно и мука, сушеное, вяленое и соленое мясо или рыба. Во многих странах хлеб пекли только два или три раза в году. Потом его высушивали и месяцами употребляли размоченным, в виде кашицы. Однообра­зие такой пищи очевидно. О влиянии методов консервирования на составляю­щие продуктов питания почти ничего не знали. Нередки были болезни.

С течением времени список применяемых консервантов пополнился спир­том, коптильным дымом, сернистой кислотой, уксусной, молочной и некоторы­ми другими органическими кислотами. Этивещества использовали в течение двух тысячелетий.

Сдвиги в консервировании продовольствия появляются с началом индустриализации потребитель становится требовательнее, его больше не удовлетворяет качество пищи, сохраняемой с помощью известных к тому времени консер­вирующих средств, - они слишком сильно изменяют структуру и свойства про­дуктов питания.

Достижения химии начали применить и в консервировании. Стали возникать теории, обосновывающие технологию этого процесса. Исследуя дым, Райхенбах обнаружил в продуктах сухой перегонки древесины маслянистое вещество, которое назвал креозотом4 из-за его способности сохранять мясо. О своём открытии он сообщил в восторженных тонах, хотя тогда же установил, что это вещество пред­ставляет опасность для здоровья. Применение креозота ограничивалось его неприятным запахом. Однако в одной книге по химии пищевых продуктов, из­данной в 1848 году, креозот подробно описывался как еще одно консервирую­щее средство наряду с солью (применение которой правильно называли косвен­ной сушкой), сушкой, названием, молочнокислым брожением, сахаром, спир­том, уксусом и коптильным дымом.

Лишь сто лет назад стали предприниматься усилия с целью не только «как-нибудь» сохранить продукты питании, но и защитить имеющиеся в них нестой­кие составные части от разрушения, а также сохранить их питательные и вкусо­вые свойства. На первых порах в список пищевых консервантов попали такие вещества, как плавиковая кислота, фториды, хлораты и т.п. Предложения добавлять такие «химикалии» к продуктам питания не были связаны с аморальными побуждениями (корыстью или желанием ввести в заблуждение). Скорее всего они были вызваны незнанием возможных вредных последствий их применении, ведь токсикологические исследования ещё не проводились. Существовало мне­ние, что добавление тех малых количеств веществ, какие необходимы для кон­сервировании, едва ли может нанести ущерб здоровью. Поэтому вначале в выбо­ре консервантов не особенно церемонились Сделанное около ста лет назад пред­ложение о внесении салициловой и борной кислот в перечень пищевых консервантов было прогрессивным, хотя сегодня оба эти консерванта уже не удовле­творяют требованиям безопасности.

Таблица 1. История развития химического консервирования продуктов питания

В конце XIX столетия в качестве консерванта стали применить муравьиную кислоту, а в начале XX века – бензойную кислоту, которая и сегодня использу­ется в больших масштабах. Поскольку вначале к бензойной кислоте (и к салици­ловой) относились осторожно, причисляя их к соединениям ароматическою ря­да, и считая канцерогенными, велись поиски её заменителей. Ими оказались n-хлорбензойная кислота и сложные эфиры n-оксибензойной кислоты5. В конце 30-х годов в качестве консервантов стали применять соли пропионовой кисло­ты, а после Второй мировой войны – сорбиновую кислоту и ее соли. Широкое распространение сорбиновой кислоты является в значительной мере следствием возникшего в 50-х годах нового подхода к токсикологической оценке пищевых добавок вообще и консервантов в частности. Это– ненасыщенная жирная ки­слота, исследована она лучше всех других широко применяемых консервантов, и безопасность ее использования не вызывает ни малейшего сомнения.

В последние 15-20 лет наблюдается сильное стремление к потреблению све­жих продуктов питания. В связи с этим промышленность старается сократить путь от производителя к потребителю. В развитых странах для сохранения све­жих продуктов широко используют охлаждение (даже во время транспортировки).

Современные тенденции развития способов сохранения продуктов питания дают основания полагать, что в недалеком будущем станут применяться «щадя­щие» способы химического консервирования. Под этим следует понимать при­менение веществ, которые могут быть получены из растений или микроорганиз­мов, проявляющих антимикробные свойства. Такие вещества неспециалисты a prioriсчитают менее подозрительными, потому что это природные соединения.

Примечательно, что в публикациях, направленных против пищевых доба­вок, консерванты критикуются меньше всего, так как критикам известно, что в определенных случаях применение консервантов защищает здоровье потребите­лей. Таким образом, несомненно, что химическое консервирование продуктов питания сохранит свое значение и в будущем.