Введение

Ингибирование роста микроорганизмов в пищевых продуктах

Консервация пищевых продуктов включает в себя процессы, которые повышают устойчивость продуктов к росту микроорганизмов и замедляют окисление жиров. Это замедляет процессы разложения и прогоркания. Консервация пищевых продуктов может также включать процессы, препятствующие визуальному ухудшению качества, такие как ферментативное потемнение яблок после разрезания при приготовлении пищи. Сохранение продуктов питания позволяет сократить количество пищевых отходов, что является важным способом снижения производственных затрат и повышения эффективности продовольственных систем, улучшения продовольственной безопасности и питания, а также содействия экологической устойчивости. Например, это может снизить воздействие производства продуктов питания на окружающую среду. Многие процессы, предназначенные для консервации, включают в себя более одного метода. Консервирование фруктов путем превращения их в варенье, например, включает кипячение (для снижения содержания влаги в плодах и уничтожения бактерий и т.д.), добавление сахара (для предотвращения их повторного роста) и герметичную упаковку в плотно закрывающуюся банку (для предотвращения повторного загрязнения). Различные методы консервации оказывают различное влияние на качество продуктов питания и продовольственных систем. Показано, что некоторые традиционные методы консервации имеют меньшие энергозатраты и углеродный след по сравнению с современными методами. К 1806 году французский флот использовал этот метод для консервации мяса, фруктов, овощей и даже молока. Хотя Апперт открыл новый способ консервации, он не был понят до 1864 года, когда Луи Пастер установил связь между микроорганизмами, порчей продуктов питания и заболеваниями. Продукт будет храниться дольше при хранении в холодном погребе или закапывании в холодную землю.

Охлаждение

Охлаждение сохраняет продукты, замедляя рост и размножение микроорганизмов и активность ферментов, вызывающих их порчу. Появление коммерческих и бытовых холодильников значительно улучшило питание многих людей в западном мире, позволяя безопасно хранить такие продукты, как свежие фрукты, салаты и молочные продукты, в течение более длительного времени, особенно в теплую погоду. До эры механического охлаждения продукты хранили в погребах и ледниках. Жители сельской местности часто самостоятельно добывали лёд, а горожане полагались на торговлю льдом. Сегодня хранение в погребах остается популярным среди людей, ценящих различные аспекты, включая местные продукты, старинные сорта, традиционные способы домашней кулинарии, семейное фермерство, бережливость, самообеспечение, органическое земледелие и другие подобные цели.

Лечение

Самым ранним способом консервирования была дегидратация, или сушка, которая использовалась уже в 12000 году до н.э. Методы копчения и соления улучшают процесс сушки и добавляют антимикробные вещества, способствующие сохранению. Дым оставляет на пище ряд продуктов пиролиза, включая фенолы сирингол, гуаякол и катехол. Соль ускоряет процесс сушки посредством осмоса и также подавляет рост нескольких распространенных штаммов бактерий. В последнее время для консервирования мяса стали использовать нитриты, которые придают ему характерный розовый цвет. В 2015 году Международное агентство по изучению рака Всемирной организации здравоохранения классифицировало переработанное мясо – то есть мясо, подвергшееся засолке, вялению и копчению – как "канцерогенное для человека".

Ферментация

В некоторых продуктах, таких как многие сыры, вина и пиво, используются специфические микроорганизмы, которые борются с порчей, вызываемой другими, менее благоприятными организмами. Эти микроорганизмы сдерживают патогены, создавая среду, токсичную для себя и других микроорганизмов, путем выработки кислоты или спирта. Методы ферментации включают, помимо прочего, использование заквасочных микроорганизмов, соль, хмель, контролируемые (обычно низкие) температуры и контролируемые (обычно низкие) уровни кислорода. Эти методы используются для создания специфических контролируемых условий, поддерживающих желательные организмы, производящие продукты, пригодные для употребления в пищу. Ферментация – это микробное превращение крахмала и сахаров в спирт. Ферментация может не только производить спирт, но и является ценной техникой консервирования. Кроме того, ферментация может повысить питательную ценность и улучшить вкусовые качества продуктов. Например, питьевая вода в Средние века была небезопасна из-за частого содержания патогенов, способных распространять болезни. При изготовлении пива кипячение в процессе варки убивает бактерии в воде, которые могли вызвать заболевания. Более того, вода обогащается питательными веществами из ячменя и других ингредиентов, а микроорганизмы в процессе ферментации могут также вырабатывать витамины.

Жгуты

Мясо можно консервировать методом томления в кувшине. Томление в кувшине – это процесс тушения мяса (обычно дичи или рыбы) в плотно закрытом глиняном кувшине или кастрюле. Животное, предназначенное для томления, обычно разрезают на куски, помещают в герметично закрытый кувшин с рассолом или соусом и тушат. Иногда в жидкость для тушения добавляют красное вино и/или кровь самого животного. Томление в кувшине было популярным способом консервирования мяса до середины XX века.

Лжец

Гидроксид натрия (каустическая сода) делает пищу слишком щелочной для роста бактерий. Каустическая сода омыляет жиры в пище, что изменяет ее вкус и текстуру. Каустическая сода используется при приготовлении лютефиска, а также в некоторых рецептах маслин. В современных рецептах столетних яиц также используется каустическая сода.

Пиксель

Маринование – это способ консервирования пищи в съедобной, антимикробной жидкости. Маринование можно классифицировать на две основные категории: химическое маринование и ферментационное маринование. При химическом мариновании продукт помещают в съедобную жидкость, которая подавляет или уничтожает бактерии и другие микроорганизмы. Типичными маринующими агентами являются рассол (с высоким содержанием соли), уксус, спирт и растительное масло. Многие процессы химического маринования также включают нагревание или кипячение, чтобы продукт насытился маринующим агентом. К распространенным продуктам, маринованным химическим способом, относятся огурцы, перец, солонина, сельдь и яйца, а также смешанные овощи, такие как пикаллилли. При ферментационном мариновании бактерии в жидкости производят органические кислоты в качестве консервантов, обычно в процессе, который производит молочную кислоту благодаря присутствию лактобактерий. К ферментированным маринадам относятся квашеная капуста, нукадзуке, кимчи и сурстрёмминг.

Сахарозаменитель

Самые ранние культуры использовали сахар как консервант, и было обычной практикой хранить фрукты в меду. Подобно соленым продуктам, сахарный тростник был завезен в Европу по торговым путям. В северных климатах, где недостаточно солнца для сушки продуктов, варенье и джемы изготавливают путем нагревания фруктов с сахаром. "Сахар стремится вытягивать воду из микроорганизмов (плазмолиз). Этот процесс обезвоживает клетки микроорганизмов, тем самым убивая их. Таким образом, продукт остается защищенным от микробиологической порчи."

Облучение

Облучение пищевых продуктов – это воздействие на пищу ионизирующего излучения. Могут использоваться различные типы ионизирующего излучения, включая бета-частицы (высокоэнергетические электроны) и гамма-лучи (излучаемые из радиоактивных источников, таких как кобальт-60 или цезий-137). Облучение способно уничтожать бактерии, плесень и насекомых-вредителей, замедлять созревание и порчу фруктов, а при более высоких дозах вызывать стерильность. Эту технологию можно сравнить с пастеризацией; её иногда называют «холодной пастеризацией», поскольку продукт не нагревается. Облучение может позволить сделать пригодными для продажи продукты питания более низкого качества или загрязненные. Национальные и международные экспертные организации признали облучение пищевых продуктов безопасным для здоровья; организации Организации Объединенных Наций, такие как Всемирная организация здравоохранения и Продовольственная и сельскохозяйственная организация, одобряют облучение пищевых продуктов. У потребителей может сложиться негативное мнение об облученных продуктах, основанное на заблуждении, что такая пища радиоактивна; на самом деле, облученные продукты не становятся и не могут стать радиоактивными. Активисты также выступают против облучения пищевых продуктов по другим причинам, например, утверждая, что облучение может использоваться для стерилизации загрязненной пищи, не устраняя при этом первопричину загрязнения. Международное законодательство, регулирующее возможность облучения пищевых продуктов, варьируется в разных странах – от полного отсутствия регулирования до полного запрета. Ежегодно в более чем 40 странах мира облучается около 500 000 тонн продуктов питания. В основном это специи и приправы, при этом все большая доля свежих фруктов подвергается облучению для карантина против плодовых мух.

Импульсная электропороция электрического поля

Электропорация импульсным электрическим полем (PEF) – это метод обработки клеток посредством кратковременных импульсов сильного электрического поля. PEF обладает потенциалом как альтернативный метод пастеризации при низких температурах для стерилизации пищевых продуктов. В процессе PEF-обработки вещество помещают между двумя электродами, после чего прикладывается импульсное электрическое поле. Электрическое поле увеличивает поры клеточных мембран, что приводит к гибели клеток и высвобождению их содержимого. PEF для пищевой промышленности – это развивающаяся технология, которая все еще находится в стадии исследования. Промышленное применение PEF-обработки для пастеризации фруктовых соков пока ограничено. На сегодняшний день на рынке Европы представлено несколько соков, обработанных PEF. Кроме того, в США уже несколько лет используется PEF для пастеризации соков. Для разрушения клеток, особенно предприятия по переработке картофеля проявляют большой интерес к технологии PEF как к эффективной альтернативе их предварительным нагревателям. Применения PEF в картофельной промышленности уже внедрены в США и Канаде. Также существуют коммерческие применения PEF в картофельной промышленности в различных странах Европы, а также в Австралии, Индии и Китае.

Модифицированная атмосфера

Модификация атмосферы – это способ сохранения продуктов питания путем изменения газовой среды вокруг них. Часто используется для упаковки: свежих фруктов и овощей, особенно листовых салатов, которые содержат живые клетки, продолжающие дышать даже при охлаждении. Снижение концентрации кислорода (O2) и повышение концентрации углекислого газа замедляют их дыхание, сохраняют запасенную энергию и, следовательно, увеличивают срок годности. Высокая влажность также используется для уменьшения потери влаги. Красное мясо, которому требуется высокое содержание кислорода (O2) для снижения окисления миоглобина и поддержания привлекательного ярко-красного цвета. Другие виды мяса и рыба, для которых используется повышенное содержание углекислого газа (CO2) для снижения окисления и замедления роста некоторых микроорганизмов.

Нетермическая плазма

В результате этого процесса поверхность пищевого продукта подвергается воздействию "плазмы" из ионизированных газовых молекул, таких как гелий или азот. Это приводит к гибели микроорганизмов на поверхности.

Консервация пищевых продуктов под высоким давлением

Высокое давление может использоваться для инактивации вредных микроорганизмов и ферментов, вызывающих порчу, при этом сохраняя свежий вид, вкус, текстуру и питательные вещества продукта. К 2005 году этот процесс применялся для широкого спектра продуктов, от апельсинового сока до гуакамоле и мясных деликатесов, и был широко распространен в продаже. В зависимости от настроек температуры и давления, обработка высоким давлением (HP) может обеспечить снижение микробной нагрузки, эквивалентное пастеризации, или даже полную стерилизацию.