Какие изменения происходят в продуктах при хранении

Процессы при хранении могут быть разделены на пять групп: механические, или физические, физико-химические, биологические, биохимические и химические.

Физические и физико-химические процессы протекают в продуктах под действием факторов внешней среды: температуры, относительной влажности воздуха, газового состава, света и механических воздействий.

Физические и физико-химические процессы вызывают снижение органолептических показателей, которые приводят к частичной, а иногда и к полной потери доброкачественности продукта. Они возникают при неблагоприятных условиях транспортирования и хранения товара.

Деформация и нарушение целостности твердых продуктов в результате механических повреждений тары являются наиболее распространенными физическим процессом. Например, бой стеклянной посуды ведет к потерям напитков или механические повреждения вызывают деформацию плодов и овощей, хлебобулочных изделий. Механические повреждения обуславливают значительные товарные потери за счет загрязнения или полной непригодности товара для использования. Механически поврежденные товары подвергаются микробиологической порче.

Наиболее распространенные физико-химические процессы — это сорбция и десорбция паров воды и газов.

При сорбции влаги масса продукта увеличивается. Так, например, печенье, вафли и сухари размягчаются; соль, мука теряют сыпучесть и слеживаются; карамельные изделия сначала становятся липкими, а затем теряют форму и текут и т.д.

Десорбция (высыхание) характерна для свежих плодов, овощей и жидких продуктов. Этот процесс, наряду с потерей массы продукта, ухудшает его качество. Испарение влаги из плодов и овощей приводит к их увяданию, нарушению обмена веществ и порче. На интенсивность этих процессов влияют температура, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, вид тары, способ укладки товара.

Черствление мякиша хлеба представляет собой физико-химические процессы, связанные со старением денатурированных белков и клейстеризованного крахмала.

При хранении некоторых продуктов происходит процесс кристаллизации, который ухудшает внешний вид продукта, его консистенцию и вкус. Например, колебание температуры во время хранения мороженого приводит к перекристаллизации продукта: увеличиваются кристаллы льда, лактозы, что делает структуру мороженого грубой, а консистенцию — более уплотненной.

Старение белков и коллоидов происходит при хранении круп, муки и т.д. Оно сопровождается снижением способности белков к набуханию, растворимости. Например, при старении крупы увеличивается время варки, снижается объем, ухудшается вкус и консистенция каш.

Химические процессы. В пищевых продуктах протекают разнообразные процессы, вызывающие изменения качества при хранении. Они происходят без участия ферментов продукта и микроорганизмов.

Прогоркание жиров (например, окислительная порча под действием кислорода воздуха). Этот процесс характерен для пищевых жиров и жиросодержащих продуктов — растительного и коровьего масла, сала, маргарина, сыра и орехов и др.

Окислению подвергаются в первую очередь жирные высоконепредельные кислоты, провитамины и витамины, при этом накапливаются продукты окисления, в том числе и токсичные. Они придают жиру горький своеобразный вкус, неприятный прогорклый запах, вызывают першение в горле.

На скорость окисления влияют степень насыщенности входящих в их состав жирных кислот, температура хранения, присутствие катализаторов (металлов, света), наличие антиокислителей и др.

Другим видом химической порчи пищевых продуктов является неферментативное потемнение, которое может развиваться в результате карамелизации сахаров, а также реакции между аминокислотами и восстанавливающими сахарами — реакция меланоидинообразования. Этот процесс протекает при хранении многих пищевых продуктов (сушеные овощи, картофель, яичный порошок).

Меланоидинообразование отрицательно влияет на пищевую ценность продуктов и их органолептические достоинства: изменяется цвет продукта, появляются посторонние вкус и запах. Этот процесс можно замедлить понижением температуры хранения, а также блокированием реакционноспособных группировок главных компонентов реакции. Эффективным ингибитором является сернистая кислота или сернистый ангидрид.

При хранении консервов в металлической таре происходит растворение металла и накопление его в продукте. Переход металла в продукт в результате разрушения поверхностного слоя и накопление солей олова и др. металлов, содержащихся в виде примесей в жести, снижают сохраняемость консервированного продукта, так как катализируют в нем химические процессы, а также оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека.

Содержание солей олова не должно превышать 200 мг на 1 кг продукта. Образующийся в результате взаимодействия кислот продукта и жести водород увеличивает давление внутри банки, что приводит к химическому балансу. Для защиты внутренней поверхности банок от коррозии применяют различные пищевые лаки и эмали.

Химическими процессами обусловлено обесцвечивание и помутнение ликеро-водочных изделий, выпадение нерастворимых осадков в виноградных и плодово-ягодных винах, образование в них сложных эфиров, разрушение витаминов.

К биохимическим процессам относят процессы, обусловленные действием ферментов самого продукта. Активность протекания того или иного процесса зависит от природы  продукта, особенностей обмена веществ, условий хранения. Наибольшее влияние на изменение химического состава при хранении оказывает дыхание, гидролитические и автолитические процессы.

Дыхание — это процесс, присущий всем живым организмам. Оно связано с деятельностью окислительно-восстановительных ферментов и является важным источником энергии, необходимым для обмена веществ. Дыхание играет большую роль в послеуборочный период жизни растительных объектов.

Интенсивность дыхания зависит от множества факторов, в частности:

• от содержания влаги — при увеличении влажности интенсивность дыхания возрастает;
• температуры — подчиняется правилу Вант-Гоффа: увеличение температуры на 10 ºС увеличивает интенсивность дыхания продукта в 2-3 раза;
• газового состава — при повышенном содержании углекислого газа и пониженном — кислорода замедляется дыхание растительных продуктов.

Гидролитические процессы протекают в пищевых продуктах под действием ферментов гидролаз. Интенсивность их зависит от химического состава продукта, наличия и активности ферментов, условий хранения.

Гидролитические процессы оказывают положительное и отрицательное влияние на качество продукта. Например, в начале хранения при созревании плодов и овощей происходит гидролиз крахмала в сахаре, из протопектина образуется пектин, что приводит к улучшению вкуса и консистенции продукта. К концу хранения при  полном гидролизе протопектина мякоть плодов становится мягкой и дряблой.

Автолиз (саморастворение) протекает в тканях мяса и рыбы под действием тканевых ферментов. Он играет большую роль при созревании мяса, сельдей и др. Процессы автолиза проходят и в некоторых продуктах растительного происхождения при хранении — при созревании и образовании букета вина, при ферментации табаков и чая, при созревании муки и т.д.

В результате автолиза происходит сложное превращение гликогена в молочную кислоту (гликолиз), а также различные преобразования белков мышечной ткани. Все биохимические процессы могут быть заторможены низкими температурами хранения.

Микробиологические процессы — это процессы, происходящие под действием микроорганизмов.

Брожение — расщепление безазотистых органических веществ под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами. Органические вещества являются источником энергии, необходимой для обмена веществ. При хранении пищевых продуктов возникают следующие виды брожения:

• спиртовое: под действием этого процесса происходит порча продуктов с содержанием углеводов менее 65 % (соков, варенья и т.д.), эти продукты приобретают спиртовой вкус, изменяются консистенция, мутнеют. Положительное действие этого процесса происходит в виноделии, пивоварении;
• молочнокислое: под действием этого процесса происходит прокисание и ослизнение вина и пива. Положительное действие этого процесса происходит при производстве молочных продуктов, квашении капусты;
• маслянокислое: под действием этого процесса происходит порча картофеля, прогоркание молока, увлажнение муки, бомбаж консервов;
• уксуснокислое: под действием этого процесса происходит порча продуктов с небольшим содержанием спирта — столовых вин, пива, кваса. Положительное действие этого процесса происходит при производстве пищевого уксуса;
• пропионовокислое: под действием этого процесса происходит порча виноградных вин. Положительное действие этого процесса происходит при созревание сыров.

Гниение — глубокий распад белков и продуктов их гидролиза (чаще возникает в продуктах, богатых белком и водой: в мясе, рыбе, яйцах, молоке и др.). Плесневение обусловлено развитием разнообразных видов плесневелых грибов, образующихся, как правило, на поверхности пищевых продуктов пушистые налеты и пленки разного цвета и строения.

Развитию этих грибов способствует высокая относительная влажность воздуха, а препятствует герметическая укупорка пищевых продуктов, низкая температура хранения и влажность воздуха.

Вредители пищевых продуктов. Большой ущерб при хранении пищевых продуктов наносят вредители, к которым относят различные виды насекомых и грызунов. Они уничтожают пищевые продукты, загрязняют их своими выделениями, переносят микроорганизмы, способствуя заражению товара, а часто являются и переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.

При хранении в пищевых продуктах происходят изменения качества и массы. По своей природе эти изменения могут быть биохимическими, химическими, биологическими, физическими и микробиологическими. Знание процессов, происходящих в товарах при хранении, помогает установить режим, методы хранения, снизить потери.

Биохимические процессы ? протекают под действием ферментов, находящихся в самих продуктах.

К биохимическим процессам относят дыхание, гидролитические и автолитические процессы.

Дыхание ? это окислительно-восстановительный процесс, при котором расходуются питательные вещества продуктов (сахара, органические кислоты, белки, жиры и др.). В результате чего уменьшается масса продукта и снижается его пищевая ценность. Происходит этот процесс только в живых организмах, в зерне, плодах, овощах, муке, крупе, яйцах.

Дыхание может быть аэробное (в присутствии кислорода) и анаэробное (безкислородное). При аэробном дыхании образуются СО2 и Н2О и выделяется много тепла, что приводит к прорастанию (зерно, овощи), самосогреванию (мука, зерно, крупа), микробиологической порче (овощи, плоды). При анаэробном дыхании тепла образуется меньше, но накапливается этиловый спирт, который придаёт продуктам неприятный вкус (плоды). Дыхание нельзя исключить при хранении указанных выше продуктов, поэтому стараются поддерживать аэробное дыхание.

Для снижения его интенсивности необходимо проветривать помещение (удалять выделяемое тепло и влагу), снижать температуру хранения и влажность воздуха, регулировать газовую среду.

Гидролитические процессы ? вызывают расщепление белков, жиров, углеводов под действием ферментов гидролаз. Они влияют на качество продукта положительно (например, при дозревании плодов за счёт гидролиза крахмала накапливается сахара) и отрицательно (например, гидролиз жира повышает кислотность пищевых жиров, муки, крупы, снижая их свежесть).

При хранении продуктов богатых белками (мясо, рыба) происходит гидролиз белков до аминокислот. Этот процесс (вместе с гидролизом гликогена до молочной кислоты) приводит к созреванию мяса после убоя, сельдевых, лососевых рыб при посоле и называется автолизом. Благодаря чему мясо становится нежным, сочным с характерным вкусом и ароматом. Автолиз наблюдается при созревании вина, ферментации чая, кофе, табака. Глубокий автолиз приводит к порче продуктов. Отрицательное влияние автолиза проявляется при замораживании картофеля, прорастании зерна, овощей. При пониженной температуре скорость гидролитических процессов замедляется.

Микробиологические процессы ? происходят под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами. Эти процессы могут протекать в любых продуктах и являются одной из главных причин порчи (продукты становятся непригодными к употреблению). К микробиологическим процессам относят брожение, гниение, плесневение.

Брожение ? это расщепление углеводов и некоторых спиртов под действием ферментов. В результате жизнедеятельности микроорганизмов накапливается спирт, молочная, масляная, уксусная кислоты, углекислый газ и т.д. Брожение может быть спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, пропионовокислое, уксуснокислое.

Спиртовое брожение происходит в продуктах богатых сахаром и влагой (соки, варенье, джем, повидло, плоды, ягоды). Продукт мутнеет, пенится, приобретает неприятный вкус и запах.

Молочнокислое брожение вызывает порчу молока, молочнокислых продуктов, скисание вина, пива.

Маслянокислое брожение возникает при хранении муки, молочных продуктов, квашеных овощей, сыров, консервов. При этом появляется горький, неприятный острый вкус, запах и газообразование (вспучивание сыров, бомбаж консервов).

Уксуснокислое брожение вызывает скисание вина, пива, соков, кваса. При этом происходит помутнение, ослизнение, появляется кислый вкус.

Пропионовокислое брожение вызывает порчу вина, молочных, квашеных овощей, вызывая их помутнение и ослизнение. Понижение температуры хранения пищевых продуктов снижает интенсивность брожения.

Гниение ? это глубокий распад белков под действием ферментов, выделяемых гнилостными бактериями. Поэтому гниению подвергаются богатые белком продукты ? мясные, рыбные, яичные, сыры. При этом образуются токсичные вещества ? аммиак, меркаптан, индол, скатол и др. Продукты приобретают очень неприятный запах и становятся ядовитыми.

Плесневение ? возникает при развитии на продуктах плесневых грибов. Подвергаются плесневению продукты, содержащие много воды или увлажнённые в процессе хранения, в негерметичной или нарушенной упаковке: плоды, овощи, варенье, джем, повидло, хлеб, мука, мясные и рыбные изделия, сливочное масло.

Грибы расщепляют сахар, жиры пищевых продуктов, придавая им плесневелый вкус и запах, образуют налёт на поверхности. Кроме того, при плесневении накапливаются вредные вещества обладающие канцерогенным действием (микотоксины). Для предупреждения плесневения продукты необходимо плотно упаковывать в исправную тару, хранить без резких колебаний температур, соблюдая влажностный режим.

Химические процессы ? это различные химические реакции, происходящие в продуктах без участия ферментов. Это прогоркание и осаливание жиров под действием кислорода, света, воды и тепла; изменение окраски (обесцвечивание вин); химическое разрушение витаминов, химический бомбаж консервов ? (взаимодействие металла банки с кислотами продукта с образованием газов, особенно консервов с томатной заливкой). К химическим процессам относится ржавление металлических банок консервов, которое может нарушить их герметичность. Замедлить химические процессы можно применением упаковок, защищающих товар от света, кислорода воздуха, понижением температуры хранения, влажности воздуха.

Физические процессы ? возникают в продуктах под действием температуры, света, влажности воздуха, механических воздействий. К ним относятся:

увлажнение (соли, сахара-песка, муки, печенья, сухарей, вафель и др.) ? за счёт гигроскопичности товара, конденсации воды при резких перепадах температур и отмокания. Продукт при этом размягчается или теряет сыпучесть, слёживается;

усыхание (хлеб, овощи, плоды, пряники) ? за счёт десорбции, низкой влажности воздуха, понижениям температуры. В результате уменьшается масса продукта, ухудшается его качество;

кристаллизация сахара в меде, варенье, сиропах, шоколаде (сахарное поседение), расслоение ликеро-водочных изделий, затвердевание растительных масел происходит при низких температурах хранения. При замерзании консервов возможен физический бомбаж.

Механические повреждения товара (бой яиц и стеклянной тары, деформирование хлеба, плодов, овощей, лом макарон) происходят при небрежном обращении с товаром при работе с ним, что приводит к частичной или полной непригодности товара к употреблению.

Замедлить физические процессы можно соблюдением температурных условий, влажности воздуха, правильной упаковкой, осторожным обращением с товаром.

Биологические процессы ? это воздействие на продукты насекомых ? вредителей (клещи, жуки, моли) и грызунов. Поражаются зерномучные, кондитерские товары, пищевые концентраты, сухофрукты и т.д. Продукты при этом считаются пищевым отходом и реализации не подлежат. В отдельных случаях могут направляться на переработку (картофель пораженный нематодой ? направляется на крахмал или спирт).

Для предупреждения повреждения товаров грызунами и насекомыми необходимо соблюдать температурно-влажностный, санитарно-гигиенический режим хранения, обеззараживать тару, складские помещения, транспортные средства.