ТЕХНОЛОГІЯ ПЕРЕРОБКИ ПЛОДІВ ТА ОВОЧІВ Електронний посібник
Головна Анотація Теоретичні відомості Список використаних джерел Укладачі	1. ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ ПРОМИСЛОВОЇ ПЕРЕРОБКИ ПЛОДІВ І ОВОЧІВ
	1.1. Плодоовочева сировина, причини її псування і способи переробки 1.1.1. Характеристика плодів і овочів. Їх хімічний склад та харчова цінність 1.1.2. Зміни хімічного складу під час технологічної обробки сировини 1.1.3. Підбір сортів сировини для переробки 1.1.4. Причини псування сировини 1.1.5. Характер псування, що викликається мікрофлорою 1.1.6. Значення консервування плодів і овочів 1.1.7. Класифікація і характеристика принципів і способів консервування 1.1.8. Сутність і характеристика основних способів консервування 1.1.1. Характеристика плодів і овочів. Їх хімічний склад та харчова цінність Для консервування використовують різноманітну плодоовочеву сировину. До складу плодів і овочів входять такі хімічні сполуки: вуглеводи, органічні кислоти, вітаміни, мінеральні, ароматичні, барвні та інші речовини. Основна особливість складу овочів і плодів – високий вміст води – 80 – 90%. Ця особливість обумовлює високу інтенсивність ферментативних реакцій, відповідно і процесів життєдіяльності, що є однією з причин недостатньої стійкості їх під час зберігання і застосування різних методів консервування. Хімічний склад рослинної сировини визначає його харчову цінність і органолептичні властивості. Забезпечення нормальної життєдіяльності людини можливе за умови постачання організму необхідною кількістю поживних речовин – білків, вуглеводів, жирів у визначеному їх співвідношенні. Середньою фізіологічною нормою співвідношення вмісту білків, жирів і вуглеводів є формула 1:1:4, яка має відповідати добовому раціону їжі в цілому. Рис. 1. Добова потреба дорослої людини в основних харчових речовинах, г Рис. 2. При засвоєнні організмом 1 г харчових речовин виділяється енергія, кДж Вміст тих чи інших речовин у плодах і овочах залежить від сорту і умов вирощування. Одним з найважливіших показників рослинної сировини є вміст у ній сухих речовин, тобто всіх речовин, які містяться в плодах і овочах крім води. Вміст сухих речовин у плодах і ягодах коливається від 10 до 20%, в окремих випадках до 25%. В овочах їх вміст в середньому від 4 до 10%. Більш високим вмістом характеризується зелений горошок – до 20%, картопля – до 25%. Більшу частину сухих речовин (до 90%), які містяться в плодах і овочах, складають вуглеводи. Вуглеводи – це органічні речовини, в склад яких входять вуглець, водень, кисень. Найважливіші вуглеводи плодів і овочів До найважливіших вуглеводів плодів і овочів відносяться цукри, крохмаль, целюлоза, геміцелюлоза, пектинові речовини. Цукри в плодах і овочах містяться головним чином у вигляді глюкози, фруктози і сахарози, які добре засвоюються організмом людини. Кожному виду цукру відповідає свій поріг солодкості (мінімальна концентрація, при якій відчувається солодкий смак): для фруктози 0,25%, для глюкози 0,55 і для сахарози 0,38%. Цукри добре розчиняються у воді і розчинність їх зростає з підвищенням температури. Крохмаль є енергетичним матеріалом. В організмі людини під дією ферментів він швидко перетворюється в глюкозу, яка всмоктується в кров. Крохмаль основна запасна поживна речовина багатьох рослин. У холодній воді не розчиняється, а в гарячій утворює клейстер, температура клейстеризації знаходиться в межах 62–73 ^0С. Велика кількість крохмалю міститься в зеленому горошку, картоплі – 12–25%. Целюлоза (клітковина) – це полісахарид, з якого в основному побудовані оболонки клітин рослинних тканин. Клітковина майже не засвоюється організмом людини, але сприяє нормальній діяльності кишечнику. Підвищений вміст целюлози пов’язаний з механічною міцністю тканин, транспортабельністю і лежкістю овочів і плодів. Вміст целюлози в плодах 0,5 – 2%, в овочах – 0,2 – 2,8%. Геміцелюлоза входить у склад клітинних оболонок. Пектинові речовини – високомолекулярні сполуки вуглеводного походження, входять у склад клітинних оболонок і є міжклітинною цементуючою речовиною, яка обумовлює міцність і цілісність клітини. Зустрічаються у вигляді пектину, протопектину і пектинової кислоти. Протопектин нерозчинний у воді і зумовлює твердість плодів, під час достигання він розщеплюється на пектин і геміцелюлозу, також при t 80–85 ^0С проходить його гідролізація. Пектин – у чистому вигляді це біла розчинна у воді речовина. Цінною його властивістю є здатність заприсутності кислот і цукру під час нагрівання утворювати желе, тому його широко використовують під час виробництва джемів, мармеладу, желе, повидла. Пектинові речовини видаляють з організму людини радіоактивні речовини. Особливо багаті ними смородина, яблука, айва, абрикоси – 1–1,5%. Білки є будівельним матеріалом і джерелом енергії. Білок – одна з основних харчових речовин, з якої складається організм людини. Багато його міститься в продуктах тваринного походження, а в овочах і плодах його порівняно не багато. Білки в кишково-шлунковому тракті людини під дією протеолітичних ферментів розщеплюються до найпростіших частин – амінокислот, які і засвоюються організмом. Серед них є 8 незамінних, які не синтезуються в організмі, але необхідні для нормального обміну речовин. Незамінні амінокислоти для організму людини Найбільше білків міститься в бобових, капусті, шпинаті до 3,5–5,5%. Жири мають високу калорійність і служать цінним енергетичним матеріалом і розчинниками вітамінів А, Д, Є, К, сприяють засвоєнню їх. Вони є запасними поживними речовинами, відкладаються в насінні, де їх кількість сягає 20 – 40%. Вітаміни необхідні для нормальної життєдіяльності організму, приймають участь у всіх процесах обміну речовин, являються біологічно-активними речовинами, без яких життєдіяльність неможлива. Є багато різних вітамінів, але кожний з них виконує чітко визначену функцію в нашому організмі. Групи вітамінів Вітаміни Вітамін А забезпечує нормальний ріст організму і підтримує в нормальному стані шкіряні покриви і слизові оболонки. Добова потреба – 2,5 мг на добу, вітамін підвищує стійкість проти багатьох хвороб, сприяє поліпшенню зору. Міститься в абрикосах, персиках, горобині, шипшині, чим і обумовлено забарвленням цих плодів. Вітамін В1 (тіамін) добре розчиняється у воді, нестійкий під час нагрівання. Сприяє засвоєнню вуглеводів. Потреба дорослої людини 2–3 мг на добу. Міститься в основному в овочах, горосі, хлібі з борошна грубого помелу. Вітамін В2 (рибофлавін) є регулятором росту, сприяє збереженню зору, загоєнню ран і виразок. Основним джерелом даного вітаміну є дріжджі, молоко, печінка, м'ясо, риба. Добова потреба людини у вітаміні В2 складає 2,5–3 мг. Вітамін В6 (піридоксин) забезпечує нормальний білковий обмін і синтез жирів у людському організмі. Знайдений в гарбузах і буряках столових. Вітамін РР (нікотинова кислота) – це біла кристалічна речовина, добре розчинна у воді і спирту, стійка під час нагрівання, майже не руйнується під час заморожування і тривалого зберігання харчових продуктів. Синтезується в організмі людини. Підвищує тонус нервової системи, розширює капіляри, покращуючи кровообіг. Міститься в капусті, картоплі, моркві, яблуках, грибах. Добова потреба його складає від 15 до 25 мг. Вітамін С (аскорбінова кислота) володіє бактерицидною дією, є важливим регулятором окислювальних процесів, що протікають в організмі, бере участь в обміні речовин, прискорює загоєння ран, покращує функціональний стан ендокринних залоз. Під дією кисню повітря окислюється, руйнується під час нагрівання. Міститься в шипшині, смородині, яблуках, перці болгарському, томатах і ін. Добова потреба його 70–100 мг. Вітамін Р (цитрин) бере участь у регулюванні обміну речовин, має антиоксидантні властивості і запобігає окисленню аскорбінової кислоти. Джерелом його є: чорноплідна горобина – 2000 мг, чорна смородина і шипшина – 680, апельсини і лимони – 500 та ін. Добова потреба 25–50 мг. Вітамін Е (токоферол) є фактором розмноження, міститься в зелених частинах рослин, зародках злаків. Вітамін К сприяє нормальному звертанню крові, швидкому загоєнні ран. На нього багаті капуста, шпинат, гарбуз, морква. Органічні кислоти. Їх вміст незначний, вони не впливають на енергетичну цінність, але впливають на смак, колір і аромат плодоовочевої продукції і зумовлюють обмін речовин в організмі. Вони розчиняють деякі небажані відкладення, які легко виходять з організму, покращують смак їжі і сприяють перетравленню її. Кислоти, які містяться в плодах і овочах Загальна кислотність більшості видів рослинної сировини не перевищує 1%, але у кизилу, аличі доходить до 2,5%. Мінеральні речовини необхідні для побудови всіх органів і тканин нашого тіла, для нормального кровообігу. Кількість мінеральних речовин зазвичай виражається кількістю золи, яка може коливатись від 0,1 до 4,9% по відношенню до маси. Усі мінеральні речовини залежно від вмісту в організмі й потреби в них поділяють на макро- і мікроелементи. Потребу в макроелементах (натрій, калій, кальцій, магній, фосфор, хлор, сірка та ін.) визначають в грамах, а в мікроелементах (залізо, кобальт, цинк, йод, фтор, мідь, марганець та ін.) – у міліграмах або мікрограмах на добу. Добова потреба людини в різних мінеральних речовинах складає: калію 2–3г, кальцію 0,8, магнію 0,7, натрію 4–5, фосфору 1,6, хлору 6, сірки 1,2, заліза 15 мг, йоду 0,2, цинку 20, міді 3 мг. Барвні речовини плоди і овочі містять різні пігменти, які зумовлюють їх колір. Є 3 групи барвних речовин: хлорофіли, антоціани і каротиноїди. Класифікація барвних речовин Дубильні речовини. До них відноситься танін і катехін, які надають плодам терпкий в’яжучий смак, добре розчинні у воді. Ефірні олії жиророзчинні леткі речовини, які надають аромат плодам і овочам. Вміст ефірних олій зростає по мірі росту і дозрівання (міститься в цитрусових, цибулі, часнику, редьці, петрушці, селері, кропі, хроні). Ферменти – це білкові каталізатори біохімічних реакцій обміну речовин у рослинних тканинах. За їх участі змінюється хімічний склад плодів і овочів під час дозрівання і зберігання. За своєю природою вони є речовинами білкового походження, тому їх активність залежить від температури, для більшості ферментів оптимальною є температура близько 40 ^0С. 1.1.2. Зміни хімічного складу під час технологічної обробки сировини Властивості компонентів хімічного складу і їх зміни в процесі переробки значно впливають, як на вибір технологічних режимів, так і на якість готової продукції. Одна з основних властивостей вуглеводів, яка визначає режим технологічного процесу виробництва консервів, є здатність їх вступати в реакцію з амінокислотами і утворювати темнозабарвлені з'єднання – меланоїдини. У більшості випадків це небажаний процес, наприклад, при тепловій обробці соків, варці пасти, варення, повидла. Доцільно окремо розглянути зміни цукрів, крохмалю та інших вуглеводів під час проведення технологічного процесу. Рис. 3. Процес карамелізації Цукри. Продукти, які містять цукри, під час нагрівання змінюють колір, темніють, що зумовлено взаємодією цукрів з амінокислотами. При цьому утворюються темно-забарвлені речовини – меланоїдини, які викликають потемніння і небажані зміни кольору, аромату, смаку різних плодових і овочевих консервів. Багаті цукром продукти також темніють і набувають гіркий присмак при їх тривалому нагріванні (160 ^0С), що зумовлено карамелізацією (неповним розпадом) цукрів. Продукти карамелізації носять назву колера. Зміни цукрів починаються під час нагрівання їх вище температур плавлення: для глюкози – 145–149 ^0С, для фруктози – 98–102 ^0С, для сахарози – 160–185 ^0С. Цукри в процесі життєдіяльності мікроорганізмів, наприклад, дріжджів (спиртове бродіння) і молочнокислих бактерій (молочнокисле бродіння), переробляються в спирт, вуглекислий газ і молочну кислоту. Ці процеси проходять в основному під час квашення,соління, мочіння овочів і плодів. Крохмаль. Перед розчиненням сильно набухає, поглинаючи велику кількість розчинника і при цьому різко збільшується в об’ємі. Набухання – одна з найважливіших властивостей крохмалю, яка впливає на консистенцію, форму, об’єм і вихід виробів, з крохмалевмісних продуктів. Рис. 4. Набухання крохмалевмісних продуктів При температурі 50–70 ^0С процес набухання стає незворотним і утворюється клейстер. За середню температуру клейстеризації приймають 63 ^0С. Однією з ознак її є значне підвищення в’язкості крохмальної суспензії. Під час достигання і зберігання клейстерів проходить їх старіння. Сукупність змін, які при цьому проходять називаються – ретроградацією. При цьому проходить перехід крохмальних полісахаридів з розчинного в нерозчинний стан. Крохмальний клейстер стає більш стійким, його мутність збільшується, міцність зростає. Зміни крохмалю під час сухого нагрівання називають декстринізацією. Вона проходить при 120 ^0С і вище. В технологічній практиці декстринізація проходить у поверхневій кірочці під час смаження крохмалевмісних продуктів, що забезпечує її хрумку консистенцію. Целюлоза і геміцелюлоза.Целюлоза нерозчинна у воді. Під час теплової обробки вона лише набухає. Деякі геміцелюлози в процесі теплової обробки піддаються гідролітичному розпаду, продукти якого добре розчиняються у воді. Внаслідок цього проходить розрихлення клітинних оболонок. Використовується при механічній обробці сировини (пресуванні, протиранні). Протопектин нерозчинний у воді. Під час теплової обробки і в присутності кислот, які містяться в сировині, він переходить у розчинний стан і його вміст зменшується на 25–60%. Розчинний пектин вимивається з клітинних стінок і серединних пластинок, що призводить до розпушування клітинних стінок (оболонок) і послаблення зв’язку між клітинами. Білки Дегідратація – втрата білками зв’язаної води під впливом зовнішніх факторів. Вона є зворотна, коли є складовою частиною ціленаправленого технологічного процесу – сублімаційної сушки продуктів, і не зворотну при денатурації білків. Денатурація – звертання білка під час нагрівання у вологому середовищі. Довгий вплив високих температур руйнує амінокислоти, тому режими теплової обробки необхідно підбирати з урахуванням ступені денатурації білків. Жири Під час вільного доступу повітря проходить окислення жирів, яке прискорюється з підвищенням температури. Під час зберігання (від 2 до 25 ^0С) в жирах проходить авто окислення (самоокислення), під час обжарювання (від 140 до 200^0С) – термічне окислення. За температури понад 200 ^0С може відбутись термічний розпад жиру з виділенням диму (піроліз). Температура, за якої починається піроліз, називається температурою чи точкою димоутворення і є характеристикою термостійкості жиру. Вітаміни Основними факторами, які впливають на ступінь і швидкість змін вітамінів, є: дія світла, кисень повітря, температура зберігання і обробки, реакція середовища і взаємодія з іонами металів. Руйнування вітаміну А і каротину під час теплової обробки залежить від температури, наявності повітря, світла і слідів важких металів. Бланшування і заморожування практично не впливають на його вміст. Вітамін В1 нестійкий в нетральних і лужних розчинах, на нього впливають іони металів, кисень повітря. Втрати проходять при екстракції водою. Нарізані і тонко подрібнені овочі і плоди втрачають 20–70% тіаміну. Вітамін В2 легко екстрагується під час миття і бланшування, але стійкий до окислення і дії кислого середовища, не руйнується навіть при 130^0С. Він легко руйнується в лужному середовищі. Вітамін Р Р є дуже стійким. Вітамін Р відносно стійкий під час нагрівання в слабокислому середовищі, але при рН нижче 5 стійкість його знижується. Чутливий до дії світла. Втрачається під час бланшування – 10%, теплової обробки під тиском, без доступу повітря – 20%, теплової обробки у відкритих апаратах. Під час замороження втрат не має, але під час розморожування вони складають 30%. Вітамін В6 стійкий до нагрівання. Основні втрати його проходять за рахунок розчинення у воді. Під час заморожування зменшується на 40–60%, під час консервування на – 50–80%. Вітамін С легко екстрагується, в тканинах руйнується шляхом окислення ферментом аскорбіноксидазою за відсутності кисню. Окислюється киснем повітря при каталітичній дії іонів заліза і міді. Вітамін Є достатньо стійкий до дії різних впливів, втрати під час обробки не значні. Втрачається під час заморожування. Дубильні речовини Під час тривалого нагрівання спостерігається їх конденсація з утворенням високомолекулярних зєднань, які мають червонуватий відтінок. З білковими речовинами вони дають нерозчинні зєднання (танати). 1.1.3. Підбір сортів сировини для переробки Під час переробки сировини значну роль відіграють сорти плодів і овочів. Перш за все вони повинні відповідати вимогам стандартів і цільовому направленню. Сортовипробування рослин – це вивчення, оцінення сортів і гібридів сільськогосподарських культур в порівнянні із стандартним сортом і встановлення їх придатності для вирощування у виробничих умовах. Під час сортовипробування встановлюються агробіологічні і хіміко-технологічні показники. До перших відносяться урожайність, здатність протистояння засусі, вітрам, морозам, хворобам і шкідникам, періодичність плодоношення, скоростиглість, час настання плодоношення молодих рослин, придатність до механізованого збирання. До хіміко-технологічних показників відносяться хімічний склад, форма і розмір плодів, кісточок, насіння, співвідношення м'якоті, соку, плодоніжок, кісточок, стійкість плодів до збереження забарвлення і форми при технологічній обробці і ін. При сортовідборі враховується цільове призначення сировини. Залежно від вимог до готового продукту, а також від подальшого використання сировини до його хімічного складу можуть ставитися різноманітні вимоги. Наприклад, для виробництва желюючих плодових консервів (джемів, конфітюрів, повидла, желе) необхідно, щоб вихідна сировина містила підвищену кількість пектину, тоді як при виробництві екстрактів, концентрованих соків великий вміст пектину небажаний. Для виробництва компотів із цілих плодів необхідно, щоб шкірочка була пружною і доволі щільною, а при виробництві із цих плодів соків та пюре шкірочка повинна бути ніжною і порівняно легко руйнуватись під час проведення технологічних операцій (подрібнення, протирання та ін.). Особливе значення при сортовідборі має механічний склад плодів. Це визначає кількість відходів на технологічних операціях виробництва консервів. 1.1.4. Причини псування сировини В основі життєдіяльності під час зберігання у всіх груп плодоовочевої продукції лежить процес дихання. Під час дихання виділяється тепло, що визначає умови, які складаються в штабелях, і технологію розміщення та охолодження продукції. Сумарне рівняння хімічних перетворень моносахаридів при аеробному диханні має вигляд: С6Н12О6 + 6О2-> 6СО2 + 6Н2О + 688 ккал (2867 кДж) Енергія, що виділяється, є кінцевим продуктом, заради якого здійснюється процес дихання. Неминучим наслідком цього пронесу є втрата маси плодів і овочів за рахунок гексоз та інших енергетичних речовин, зміна складу навколишнього середовища внаслідок поглинання кисню, виділення диоксиду вуглецю і поповнення запасів води у тканинах. Рис. 5. Зберігання сировини у сховищах Інколи під час зберігання, особливо після закінчення періоду спокою і післязбирального дозрівання, спостерігається порушення погоджуваності окремих ланцюгів процесу дихання, внаслідок воно може бути припинене на якомусь проміжному етапі. Утаких випадках починається анаеробне дихання з накопиченням недоокислених продуктів, таких як етиловий спирт (етанол) і оцтовий альдегід, оцтова і молочна кислоти, які призводять до фізіологічних захворювань, що мають вигляд різного роду потемнінь, плям, некрозів. Особливо проявляються вони під час прогресуючого старіння органів і тканин, коли втрачається їх стійкість до подібних захворювань. Гідролітичні процеси прискорюють виснаження ресурсів запасних споживчих речовин, призводить до мацерації тканин м'якуша, послаблює захисні властивості плодів і овочів. Мікробіологічні процеси, які протікають під час зберігання плодів і овочів, можуть бути наслідком розвитку прихованих ознак пошкодження мікроорганізмами, які виникають уперіод вирощування або зараження після збирання, під час транспортування, товарної обробки і зберігання. Джерелами інфекції є фітопатогенні мікроорганізми, які розповсюджені в грунті, рослинах, обладнанні. Токсини, які виробляють мікроорганізми, небезпечні для здоров'я людей і тварин. Відомо близько 100 видів токсичних сполук, що продукуються пліснявими грибами. Інтенсивність мікробіологічних процесів залежить від природної стійкості плодів і овочів, яка формується в період вегетації під впливом зовнішніх природних і штучних умов. Попередження і зниження втрат від мікробіологічного псування в багатьох випадках залежить від того, наскільки успішно буде збережений природний імунітет плодів і овочів. Механічні пошкодження. Значні механічні пошкодження плодів і овочів пов'язані з досить широким застосуванням механізованого виробництва, збиранням, транспортуванням і товарною обробкою продукції. У зв'язку з цим погіршується якість плодів і овочів, тому що в результаті тріщин і ум’ятин сировина легко пошкоджується хворобами та мікроорганізмами, які в результаті свого розвитку призводять до гниття продукції. Умови зберігання У сховищі в ієрархії використання факторів зберігання провідна роль надається температурі, тому що інші фактори можуть лише підсилювати її вплив, але самі по собі не забезпечують продовження зберігання. З підвищенням температури підвищується інтенсивність дихання, що призводить до швидшого дозрівання і перезрівання сировини. Із зниженням температури може відбутись підморожування продукції що не бажано, тому що більша частина плодів і овочів не витримує його навіть у легкого ступеня, і структура тканин при цьому порушується, клітини деформуються і розриваються утвореними кристалами льоду, тобто соковиті тканини умертвляються. Після відтаювання підморожених плодів і овочів з них витікає сік і вони легко пошкоджуються фітопатогенною мікрофлорою. Відносна вологість повітря. Плодоовочева продукція, яка зберігається, постійно втрачає вологу з двох причин: – під час використання цукрів і інших компонентів хімічного складу. На дихання звільняється диоксид вуглецю, тепло і вода, які надходять в атмосферу сховища; –під час усихання через різницю ступеня насиченості вологою в плодах і овочах і в повітрі сховища. Втрата сировиною вологи в результаті випаровування призводить до зморщування продукції, втрати маси та усихання. Зниження температури і підвищення вологості повітря. Холодильне устаткування працює, тепле повітря охолоджується, досягаючи точки роси, і вода конденсується на поверхні плодів та овочів. Цей процес, тобто утворення краплинно-рідкої вологи, називають запотіванням, який сприяє розвитку грибних захворювань. На сухій і здоровій поверхні плодів та овочів спори фітопатогенних мікроорганізмів не мають можливості проростати і розвиватися. Але як тільки вони опиняються зануреними у крапельки води, починається проростання, а далі паразит через продихи і непомітні на око мікропошкодження проникає у тканини. Починається розвиток хвороб, втрата внаслідок цього в більшості випадків значно перевищує втрати від випаровування. Ось чому краплинно-рідку вологу, яка утворюється при конденсації пари води на поверхні продукції, ще називають інфекційною краплиною. Освітлення має важливе значення під час зберігання продукції. При природному і сильному штучному освітленні інтенсифікуються процеси життєдіяльності: дихання, проростання, використання запасних речовин, в'янення, руйнування біологічно активних речовин (барвників, вітамінів та ін.), проходить позеленіння бульб картоплі, головок моркви, капусти. В таких бульбах накопичується отруйний глікозид – соланін, тому під час позеленіння 25 і більше процентів така картопля переводиться у відходи. Ось чому у камерах, в яких зберігається плодоовочева продукція, не повинно бути вікон, природного освітлення, а тільки штучне. Під час зберігання продукції воно повинно бути вимкнене. На якість і тривалість зберігання плодів та овочів впливають не тільки фактори природної сортової лежкості, але і в значній мірі умови їх зберігання. 1.1.5. Характер псування, що викликається мікрофлорою Рис. 6. Процес гниття сировини Основна причина псування плодоовочевої прдукції під час зберігання – активний розвиток мікроорганізмів. Загнивання плодів і овочів під час зберігання можуть викликати понад 150 видів грибів. Переважна їх частина заражає плоди і овочі ще на материнській рослині і продовжує розвиватись під час зберігання. Типовий приклад – дуже небезпечна хвороба картоплі і томатів – фітофтороз. Разом з тим відомі фітопатогенні мікроорганізми, які заражають плоди і овочі лише в період зберігання. До представників цієї групи мікроорганізмів відносяться гриби з роду пеніцилум. Бактеріальні захворювання зустрічаються рідше, однак деякі з них також призводять до значних втрат плодоовочевої продукції під час зберігання. У процесі еволюції фітопатогенні гриби набули найрізноманітніші властивості, які дозволяють їм паразитувати на соковитих рослинних об'єктах. І все ж за здатністю проникати в рослини всі паразитні гриби можна розділити на дві групи. До першої групи (так звані раневі паразити) належать гриби, які здатні проникати лише через пошкоджені тканини; здорові покривні тканини рослин для них є практично непереможним бар'єром. До їх числа відносяться гриби з роду фузаріум, пеніцилум, в деякій мірі ботрітис. Нині вони є основними джерелами втрат під час зберігання. Другу групу складають мікроорганізми, які мають спеціальний морфологічний апарат для руйнування покривних тканин рослин. До них відносяться паразити, які заражають плоди і овочі ще на материнській рослині, – збудники фітофторозу, антракнозу та ін. Дана група мікроорганізмів здійснює свою руйнівну діяльність за допомогою виділяючих ними речовин – токсинів. Крім токсинів мікроорганізми виділяють також ферменти, при цьому в деяких випадках вони є складовою частиною токсинів. Фітопатогенні організми володіють дуже великим набором ферментів. При цьому значну роль відіграють пектолітичні ферменти. За їх допомогою мікроорганізми викликають мацерацію – розм'якшення рослинних тканин, що сприяє інфікуванню. Однак не слід вважати соковиті рослинні об'єкти пасивним поживним середовищем для патогенних мікроорганізмів. Хворобливий процес – це не лише пошкодження організму, але і бородьба його за відновлення норми. Вирішальне значення при цьому належить природному імунітету рослин. 1.1.6. Значення консервування плодів і овочів Рис. 7. Компоти Рис.8. Соки Виробництво консервів має важливе значення для народного господарства нашої країни. Консервовані харчові продукти забезпечують можливість створення запасів для споживання їх в районах з різними кліматичними умовами упродовж року. Компоти і соки з фруктів і ягід, виготовлені в південних районах країни, можна включити в раціон харчування населення Крайньої Півночі. Консерви є незамінними харчовими продуктами для забезпечення експедицій, армії і флоту, в туристичних походах, космічних польотах. Консервованi харчовi продукти дають змогу значно скоротити затрати працi та часу на приготування їжi в домашнiх умовах, урiзноманiтнити меню в громадському харчуваннi, забезпечити упродовж року населення продуктами з сировини, що росте тiльки в теплий перiод року, тобто з плодiв та овочiв. Важливе значення має поліпшення якості продукції, запобігання втратам на всіх стадіях виробництва, транспортування, зберігання й реалізації. Практика показала, що недивлячись на переваги великомасштабного промислового виробництва, доцільно у багатьох випадках організовувати переробку і зберігання плодів і овочів, що швидко псуються на більш мілких та середніх підприємствах, розміщених в глибині сировинної зони. Такі заводи та цехи, кількість яких постійно зростає, принесуть більшу користь народному господарству за умови організації виробництва продукції з використанням прогресивних технологій і сучасних методів контролю всього технологічного процесу. 1.1.7. Класифікація і характеристика принципів і способів консервування Способи, які застосовують для консервування плодів і овочів, підрозділяють на фізичні, хімічні і біохімічні. До фізичних способів консервування відносять: – теплову обробку при температурі дещо нижче 100 °С (пастеризація), а також при 100 і вище градусів (стерилізація; – заморожування і зберігання при низькій мінусовій температурі; – стерилізацію ультрафіолетовим, високочастотним, раідоактивним опроміненням, озоном, часто разом з іншими методами; – стерилізацію за допомогою знепліднювальних фільтрів, які мають настільки замалі пори, що соки, пропущені через них, звільняються від спор мікроорганізмів; – сушіння видалення рідини (вологи) з твердих, рідких і газоподібних матеріалів. При хімічних способах консервування застосовують деякі хімічні речовини – антисептики та оцтову кислоту. Вони повинні бути нешкідливими для людини або легко видалятися під час переробки. До них відносять: диоксид сірки (сульфітація), бензойну і сорбінову кислоти. Їх застосовують для продукції, яка швидко псується в період масового збирання врожаю та переробки. Здавна як антисептик використовують оксид сірки (ІV). Цей процес називається сульфітацією. Оксид сірки, (ІV) крім згубної дії на мікрофлору, має здатність блокувати активні групи окисно-відновних ферментів, завдяки чому в сульфітованій продукції стабілізується вміст вітамінів та пектинових речовин. Негативна дія оксиду сірки (ІV) виявляється лише щодо вітамінів групи В, для яких він отруйний. Фізико-хімічні способи консервування засновані на застосуванні осматично-діючих речовин – цукру і солі у великих концентраціях. Метод збереження продуктів, що ґрунтується на створенні підвищеного осматичного тиску в середовищі (продуктах) називається – осмоанабіоз. Для того, щоб надійно зберегти цим способом харчові продукти, слід створити стійкий плазмоліз мікробних клітин, а для цього необхідні досить високі концентрації цих речовин: не менше 60–70 % цукру або 10–12 % цукру. Для цього частина вологи, яка міститься в плодах, випаровується. Через низьку концентрацію розчинних речовин у середині клітини – мікроорганізми ніби висихають. Консервуюча дія цукру використовується у виготовленні таких продуктів, як варення, джем, повидло. Консервуюча дія концентрованих розчинів солі використовується для соління, наприклад, томатної пасти, що містить 30 % сухих речовин, у негерметичну тару (бочки) в неї додають із метою консервування 10 % солі. До біохімічних відносяться мікробіологічні способи, які грунтуються на використанні молочнокислих бактерій і дріжджових грибів (накопичення молочної кислоти або спирту), і відносять: – квашення капусти; – соління огірків, томатів, грибів та ін.; – мочіння яблук, кавунів та ін; – виноробство. Консерви, які випускають у банках без стерилізації, називають пресервами. Вони зберігають завдяки застосуванню консервуючих речовин (цукру, солі, оцтової кислоти та ін.) і зберіганню їх при низькій температурі. 1.1.8. Сутність і характеристика основних способів консервування Рис. 9. Квашена капуста Квашення – це процес зброджування (ферментації) цукрів сировини під дією молочнокислих бактерій в молочну кислоту. Молочна кислота що утворюється уже в концентрації 0,5 % гальмує розвиток багатьох шкідливих мікроорганізмів, а при вмісті вище 1 % припиняється дія молочнокислих бактерій. В основному квасять капусту, огірки, помідори та буряк. Соління – засновано на молочно-кислому зброджуванні цукрів і консервуючій дії солі. Нині між методами квашення і соління принципової різниці немає, тому що в обох випадках консервантами є молочна кислота і сіль. Мочіння – засновано на спиртовому та молочнокислому бродінні. Продукт набуває виннокислого смаку та Рис. 10. Мочені яблука аромату, має освіжаючу дію внаслідок вмісту вуглекислого газу. Вживають охолодженим. Квашення, соління й мочіння овочів і плодів засновані на молочнокислому зброджуванні цукрів. Під дією молочнокислих бактерій вуглеводи перетворюються в молочну кислоту за таким сумарним рівнянням: С6Н12 О6 – 2СН3СНОНСООН. Молочна кислота надає специфічний смак готовому продукту. Залежно від вихідної сировини готовий продукт називають квашеним (капуста), засоленим (огірки, томати) і моченим (яблука, ягоди). Принципової різниці між мочінням, засолюванням і квашенням немає. Молочнокислі бактерії в результаті своєї життєдіяльності призводять до нагромадження молочної кислоти в зброджуваному продукті, яка, у свою чергу, з підвищенням концентрації в розчині виявляє консервуючу дію. Уже в концентрації 0,5% вона гальмує розвиток багатьох шкідливих мікроорганізмів, однак не затримує розвиток дріжджів і плісеней. Коли вміст молочної кислоти досягає 1–2 %, дія молочнокислих бактерій припиняється незалежно від того, чи є ще в субстраті цукор. Гранична концентрація молочної кислоти залежить від молочнокислих мікроорганізмів, концентрації солі, температури й кількості цукру в середовищі. Інтенсивність бродіння залежить від виду переважаючих бактерій. Молочнокисле бродіння проходить низку стадій з утворенням проміжних продуктів розпаду. Проміжні стадії молочнокислого бродіння аналогічні стадіям спиртового бродіння, тому у квашених продуктах утримується деяка кількість винного спирту. Ця кількість у квашених і солоних овочах (0,5 – 0,7 %) призводить до утворення ароматичних речовин, що надають приємний специфічний аромат готовому продукту. У мочених плодах міститься 0,8 – 1,8 % спирту. Для одержання високоякісного продукту необхідно обмежети доступ повітря до зброджуваного продукту. Молочнокислі бактерії є факультативними анаэробами, тобто можуть розвиватися як у присутності повітря, так і без нього. Під час бродіння без повітря накопичується тільки молочна кислота, тоді як при контакті з повітрям утворюються небажані побічні продукти. Маринування плодів і овочів засновано на застосуванні оцтової кислоти – консерванта, який широко поширений в консервній промисловості. Відповідно до технологічних інструкцій промисловістю випускають маринади, в яких максимальна масова частка оцтової кислоти не перевищує 0,9 %. Така концентрація недостатня для пригнічення життєдіяльності плісеней, оцтовокислих та інших бактерій навіть в умовах понижених температур зберігання, тому прийнято поєднувати консервуючи дію слабких розчинів оцтової кислоти з тепловою обробкою – пастеризацією чи стерилізацією. Заморожування – це спосіб консервування, при якому використовуються низькі температури, що забезпечують повне або часткове перетворення клітинного соку в лід. Чим швидше здійснюється процес заморожування й чим нижчі досягаються при цьому температури, тим краще якість замороженого продукту. Рис. 11. Заморожені ягоди Під час заморожування відбувається майже повне припинення діяльності мікроорганізмів, багато які з них гинуть. Безумовно, повної загибелі всіх мікроорганізмів при цьому не відбувається. Під час замерзання клітинного соку усередині й поза клітками утворюються кристали льоду, які призводять до механічних ушкоджень оболонки. Призупинення життєдіяльності мікроорганізмів полягає в тому, що в заморожених харчових продуктах більша частина вологи перетворена у твердий стан і мікроорганізми, які харчуються осматичним шляхом, втрачають можливості використовувати отверділі харчові продукти. Через відсутність рідкої фази припиняється діяльність ферментів, внаслідок чого припиняють біохімічні процеси. Загальноприйнятий температурний рівень, до якого доводять майже всі продукти, що заморожуються, становить – 18 °С, тому що для деяких харчових продуктів кріоскопічна температура буває – 2 °С. Рис. 12. Сушені фрукти Сушіння – видалення рідини (вологи) з твердих, рідких і газоподібних матеріалів (продуктів, препаратів). Цей метод не вимагає в низці випадків спеціальних обладнань, і для нього може бути використана енергія сонця. Для життєдіяльності мікроорганізмів необхідна волога: для життя бактерій потрібно не менше 30% вологи, для плісені – 15%. Під час сушіння вологих пористих матеріалів, якими є плоди й овочі, у першу чергу випаровуються волога, як з поверхні матеріалу, так і з середини капіляра. Ця частина вологи називається вільною. Слідом за капілярною вологою відбувається випаровування адсорбційної, для видалення якої потрібні більші витрати енергії. Випаровування осматичної вологи відбувається в процесі всього процесу сушіння, тому що через випаровування усіх видів вологи збільшується осмотичний тиск. Після виходу осмотичної вологи із клітини вона змішується з капілярною й випаровується разом з нею. Випаровування вологи з матеріалу закінчується тоді, коли настає рівновага між процесом десорбції (сушіння) і сорбції (поглинання) вологи матеріалом. Точка рівноваги залежить від параметрів навколишнього середовища. Презентація Запитання для самоконтролю 1. Які речовини хімічного складу містять плоди і овочі? 2. Як змінюється хімічний склад сировини під час технологічної обробки? 3. Які причини псування рослинної сировини? 4. Як класифікують способи консервування? 5. Яке значення має консервування плодів і овочів для народного господарства нашої країни? 6. Як відбувається консервування рослинної сировини мікробіологічними методами?
		На початок	Наступна тема