Обект, предмет и метод на стокознанието

Гниене

Съществуват две фази на гниенето:

1. 
   хидролазна – става хидролиза на белтъчните вещества до аминокиселини
   
2. 
   лиаза – аминокиселините се разлагат до съвсем прости съединения
   

Гниенето е нежелан процес, тъй като при него се разрушава структурата на продуктите, коренно се променят органолептичните им свойства (вкус, мирис, цвят и др.) и те стават не­годни за употреба, а понякога даже и вредни за организма. Гние­нето възниква най-често в продуктите, които са богати с бел­тъчини и едновременно съдържат достатъчно вода, необходи­ма за развитието на гнилостните микроорганизми. Такива са повечето месни и млечни продукти, рибата, яйцата.

Това е микробиологичен процес, при който по повърхността на продуктите, а понякога и в тях се развиват плесени. Плесеновите спори са широко разпространени. При попадане върху продуктите те се развиват (ако услови­ята за това са благоприятни), като образуват многобройни преп­литащи се хифи. На повърхността на продуктите плесените от­лагат различно оцветен пухкав налеп, дължащ се главно на спороносните им органи. Плесените са аеробни микроорганизми, поради което се развиват главно по повърхността на продуктите. Те могат да проникват обаче и във вътрешността им, ако в тях има въздух (напр. В хляба). Плесените са едни от най-малко взискателните към външни условия микроорганизми - могат да се развиват върху бедна хранителна среда и при относително ниска температура и влажност. Поради това плесенясването е една от най-честите причини за развалянето на хранителните продукти.

Понякога по продуктите се развиват и пле­сени, които отделят отровни съединения. Плесенясването се среща при почти всички хранителни продукти, ако те се съхраняват неправилно. Най-често плесени се развиват по хляба, брашното, цигарите, колбасните изделия, млечните продукти, както и в някой нехранителни продукти – текстилни изделия, кожа.
В стоките, особенно в хранителните стоки, могат да се развиват и някой микроорганизми, които, без да променят свойствата на стоката, образуват силнодействащи токсини, които предствляват опасност за здравето. Такива са например:

• 
  бацилус бутулинус – причинвава бутулизъм; среща се главно при рибните продукти – солена и маринована риба; луканки, трайни салами.
  
• 
  Салмонела – причинява салмонелоза; развива се в яйцата на водоплаващите птици, но често салмонели попадат и в кокошите яйца
  

В много случаи автолитичните процеси водят до положителни промени в качеството на продуктите. Такива са нап­ример процесите на ферментацията на чая и тютюна, съзряването на месото, солената и пушената риба, брашното и др. Когато обаче автолитичното разграждане на състабните части на продуктите напредне твърде много, то става крайно нежелателно, тъй като понижава качеството на продуктите и понякога ги прави негодни за употреба.

На автолитичното разграждане подлежат почти всички органични вещества, съдържащи се в продуктите - белтъчини, мазнини, въглехидрати, витамини и др. При това разграждането може да се изразява в хидролиза, окисляване и други процеси, катализирани от съответните ензими. В резултат на автолизата продуктите често се размекват, променят се органолептичните им свойства (цвят, мирис, вкус и др.) И се създават условия за развитие на плесени и гнилостни микроорганизми. Особено нежелателно е протичането на автолиза в прясна­та риба, яйцата, хайвера. На автолитичното разгражда­не (окисляване) на мазнините често се дължи вгорчаването на някои продукти (брашно, орехи, плодове и др.).

Процесите на автолиза се активизират от влагата и топли­ната, поради което те може да бъдат регулирани и забавени чрез понижаване на температурата и влажността на продуктите.

• 
  унищожаване на микроорганизмите
  
• 
  забавяне развитието на микроорганизмите
  
• 
  разрушаване на ензимите, с цел да се предотвратят нежелателните автолитични процеси
  
• 
  предотвратяване или забавяне на нежелателните химични процеси
  

• 
  подходящо опаковане
  
• 
  подбиране на подходящи складови помещения
  
• 
  поддържане на подходящ режим на съхранение:
  

относителна влажност, с цел постигане на подходяща равновесна вланост

аерация – проветряване

състав на въздуха – отнася се за стоки, които се съхраняват в хермитични камери при модифицирана газова среда

Принципът био­за изисква съхраняването на продуктите в живо състояние, т.е. продуктите да се запазят във вид на живи организми или органи, в които се извършват физиологични процеси. Същността му е в използването на естествено присъщата на всеки жив органи­зъм съпротивителна сила (имунитет) спрямо вредните външни влияния и преди всичко срещу разлагащото действие на микроорганизмите.

Биозата се проявява в две форми:

1. 
   пълна би­оза (еубиоза)
   

2. 
   частична биоза (хемибиоза)
   

За успешното съхраняване на тези продукти за по-продължителен период е необходимо в съответствие с изискванията на принципа биоза да се създадат такива условия, при които добре се запазва техният живот. При загиване на клетките (по­ради механичните повреди или замръзване) тези продукти за­губват своя естествен имунитет и подлежат на бърза развала вследствие на настъпващата автолиза и под влияние на микроорганизмите.

Анабиозата на микроорганизмите се постига по различни на­чини и в зависимост от това тя бива:

1. 
   термоанабиоза - чрез понижаване на температурата (охлаждане или замразяване)
   
2. 
   ксероанабиоза - чрез намаляване на влажността (изсушаване)
   
3. 
   осмоанабиоза - чрез повишаване на осмотичното налягане в продуктите
   
4. 
   ацидоанабиоза - чрез увелича­ване на киселинността в продуктите
   
5. 
   наркоанабиоза - чрез прибавяне на анестезиращи вещества, които предизвикват наркоза на микроорганизмите
   

Основава се на термоанабиозата. То е един от най-разпространените методи за съхраняване на бързоразвалящи се хранителни продукти. Продуктите се охлаждат до температура около 0°С, при което повечето от микроорганизмите преминават в анабиотично състояние. Охлаждането се използва най-много при съхраняването на мляко и млечни продукти, месо и риба (0°С – -2°С), яйца (-2.5°С – -1.5°С), плодове и зеленчуци (2°С – 4°С).

Но не винаги охлаждането може да осигури достатъчно продължително съхраняване, за­щото не се постига пълна анабиоза. Част от микроорганизмите остават в активна форма. Те постепенно, макар и по-бавно, започват да се размножават и след известно време предизвикват разваляне на охладените продукти.
Замразяване

Замразяването също се основава на термоанабиозата. При него обаче се дос­тига много по-дълбока анабиоза, при която микроорганизмите изобщо не могат да се развиват, а някои от тях дори за­гиват. Поради това замразяването дава възможност за мно­го по-дългосрочно съхраняване на продуктите, отколкото охлаждането. За месото и рибата замразяването обикновено се извършва при темпе­ратура около -26 °С. При плодовете и зеленчуците се предпо­чита по-дълбокото замразяване (около -40 °С).

Независимо от пълното изключване на микробиологичните процеси през време на съхраняването качеството на замразените продукти постепенно се понижава, тъй като в тях, макар и бавно, все пак протичат някои нежелани (предимно окислителни) хи­мични и биохимични процеси.
Изсушаване

Това е един от най-старите методи за съхра­няване. Основава се на ксероанабиозата. При такива условия микробните клетки се обезводняват, не могат да се развиват и преми­нават в състояние на анабиоза. Изсушаването се прила­га за консервиране на плодове и зеленчуци, мляко, яйца, риба, месни продукти, (пастърма, сухи колбасни изделия и др.).

Изсушаването може да става по два начина: сушене на слън­це и в специални сушилни. Но в някои случаи при сушенето забележимо се влошабат хранителните и вкусовите качества на някои продукти и се намалява витаминното им съдържание. Всички сушени продукти са силно хигроскопични. Ето защо основно изискване при съхраняване­то им е да не се допуска навлажняване.
Осоляване

Също един от старите начини за консервиране на продуктите. Основава на осмоанабиозата. Анабиотичното състояние на вредната микрофлора се постига чрез повишаване на осмотичното наляга­не в продуктите. Настъпва своеобразно обезводняване на микробните клетки, които престават да се раз­биват и размножават и не могат да предизвикат разваляне на продуктите.

За пълно консервиране на продуктите при осо­ляването е необходимо концентрацията на солта да бъде 8 -12 %. Тъй като такава висока концентрация на солта не ви­наги е желателна, често осоляването се комбинира с изсуша­ване или други методи за консервиране.
Консервиране със захар

Този метод на консервиране също се основава на осмоанабиозата. Съдържанието на захар трябва да бъде най-малко 60 %. Консервирането със захар се използва при произ­водството на мармалади, конфитюри, желета, сладка, сиро­пи и др. На високата концентрация на захарите се дължи го­лямата трайност на меда (70-80%), гликозата, много от захарните изделия.

Основава се на ацидоанабиозата. Вредните микроорганизми не могат да понасят силно кисела­та среда, преминават в анабиотично състояние, а някои от тях загиват.

Най-често за консервиране се използва оцет­ната киселина, под формата на оцет, който се използва за производството на различни маринати (рибни, зеленчукови, плодови, от гъ­би).
Консервиране с въглероден диоксид

Основава се на наркоанабиозата. Използва се свойството на въглеродния диоксид да задържа дишането, а следователно и разви­тието на микроорганизмите. Продук­тите се поставят в херметични камери и се вкарва не­обходимото количество СО₂. Този метод се използва за удължаване трайността на месото, рибата, яйцата, пресните плодове. Дава особено добри резултати, ако се съчетае с охлаждане.

1) млечнокисела ферментация – създават се благоприятни усло­вия за развитие на млечнокиселите бактерии. В продуктите се натрупват млечна киселина и някои дру­ги вещества (главно антибиотични), които ограничават раз­витието на другата микрофлора и особено на гнилостните бактерии (преминават в анабиотично състояние). Типичен пример за използване на този метод е производст­вото и съхраняването на киселото зеле и другите туршии, на млечно-киселите продукти, бялото саламурено сирене, силажирани фуражи и др.

2) алкохолна ферментация – натрупващия се алкохол действа консервиращо и задържа развитието на вредната микрофлора. Но в продуктите не може да се образува повече от 13-14% алкохол. На този метод се основава съхраняването на вината и пивото.

Методи за съхраняване, основаващи се на принципа абиоза
Абиоза озна­чава липса на живот. С помощта на различни външни въздействия напълно се унищожават микроорганизмите, вследствие на което се получа­ват стерилни (свободни от микроорганизми) продукти. На принципите на абиозата се основават следните ме­тоди за консервиране на хранителните продукти:

Пастъоризаиия

Под пастьоризация се разбира консервиране на продуктите чрез загряването им до температура под 100°С. Загиват всички вегетативни форми на микроорганизмите. Пастьоризацията дава особено добър резултат при консервирането на продукти с относително висока киселинност (плодови сокове, вино, пиво). Продъл­жителността на пастьоризацията, както и конкретната температура на загряването са в зависимост от вида и свойс­твата на продуктите. Използват се 4 режима на пастьоризация:

- ниска пастьоризация - нагряването е до температура 60°С и трае до 60 мин. Използва се най-често във винопроизводството, както и при стоки, при които загряването до по-висока температура не е възможно, поради различни причини. Това е основният метод на стабилизация на пивото.

- средна пастьоризация - нагряването е до температура 73-75°С и трае до 10 мин. Използва се за консервиране на плодови сокове (по-високата температура е нежелателна, тъй като соковете може да придобият вкуса на варени).

- висока пастьоризация - нагряването е до температура 95°С и трае до 1 мин, след което продуктът трябва да се охлади. Това есновен метод при млякото.

- мигновенна (непрекъсната) пастьоризация - нагряването е до температура 100°С и трае няколко секунди, след което продуктът се охлажда. Това е сравнително нов метод, който се използва за пастьоризация на мляко и пловоди сокове.

Трябва да се има предвид, че в някои случаи пастьоризацията не е много на-дежден метод за консервиране, защото при нея загиват веге­тативните форми на микроорганизмите, но спорите оста-ват живи и не се постига пълна абиоза. Впоследствие спори­те може да се развият и да причинят разваляне на продукти­те.

Термостерилизация

Тя е метод за консервиране на про­дуктите чрез загряването им до температура над 100 °с. Пос­тига се пълна абиоза, т.е. практически напълно се унищожават както вегетативните, така и споровите форми на микроорганизмите. Термостерилизацията и съхраняването на стерилизираните по този начин хранителни продукти проти­чат в херметично затворени опаковки. При липса на херме­тичност няма ефект от стерилизацията поради възможността от повторно заразяване на продукта.

Засега термостерилизацията е най-добрият и най-разпрос­траненият начин за консервиране и дългосрочно съхраняване на малотрайни хранителни продукти. Тя се използва широко за консервиране на месо, риба, плодове, зеленчуци. Полу­чените в резултат на термостерилизация продукти носят общото наименование стерилизирани консерви. В повечето случаи това са продукти, готови за непосредствена употре­ба, тъй като при загряването те не само се стерилизират, но и се сваряват.

Температурата и продължителността на загряване­то при термостерилизацията се подбират конкре тно в зависимост от вида на продуктите и от обема на опаковките. Като правило трябва да се спазва т.нар. обща формула на стерилизацията:

Т
Т – температура на стерилизация (Тя е различна при различните косерви. Варира от 102-103°С до около 120°С)

А – времето, през което се достига температурата на стерилизацията в центъра на опаковката, в минути.

В – времето на поддържането на температурата на стерилизация в центъра на опаковката, в минути (варира 5-120).

С - времето, през което трябва да стане охлаждането на косервите (охлаждат се до 40°С)

Химична стерилизация

Тя е метод за консервиране и продължително запазване на хранителните продукти с помощта на различни антисептично действащи химични вещества. Прибавени в малки количества към продуктите, те убиват както вегетативните, така и споровите форми на микроорганизмите. Постига се стерилност на продуктите, т.е. пъл­на абиоза. За целта може да се използват само антисептични вещества, които не оказват вредно влияние върху самите про­дукти и са безвредни за човека. Повечето от тези вещества обаче са вредни за здравето на човека, поради което тяхно­то използване за целите на консервирането засега е крайно ограничено.

1) Консервиране с натриев бензонат – за плодови сокове (главно за гроздов сок) и безалкохолни напитки.

2) Консервиране със салицилова киселина - за някои зеленчуци

3) Консервиране със сорбинова киселина – съвременен метод за консервиране; за безалкохолни напитки, сокове, хайвер, кондензирано мляко

4) Консервиране чрез опушване – димът съдържа антисептично действащи вещества, и по този начин може да се получи консервиране. Димът трябва да се получава от широколистна дървесина. Използва се често при риба и месни продукти.

Недостатък на опушването е, че при него стерилизацията засяга само повърхностния слой, а микроорганизмите вътре в продукта остават живи. Затова е хубаво пушенето да се комбинира с други методи (например осоляване), за да се получи т.нар. интегрален стерилизиращ ефект.

Химичната стерилизация се използва не само при хранителните продукти – например ори импрегнирането на дървесината.

Това е метод за консервиране, при който абиозата (стерилността) се достига чрез меха­нично отстраняване или разрушаване на микробните клетки. Механичната стерилизация не е съпроводена с термични, хи­мични и други въздействия, поради което продуктите по-добре запазват своето първоначално качество.

1) Консервиране чрез ултрафилтрация – използва се за стерилизация на течни продукти (главно на плодови сокове, вино, пиво), чрез филтрирането им през специ­ални бектериологични ултрафилтри, задържащи микроорганизмите.

2) Консервиране чрез обработване на продуктите с ултразвук – ултразвукът има свойството да разрушава микробните клетки. Това е сравнително нов метод, който още се проучва.

3) Лъчева стерилизация – консервиране на стоките чрез облъчване с някои видове лъчи, които имат свойството да унищожават микроорганизмите – т.нар. бактерицидни лъчи:

- ултравиолетови лъчи – имат голяма честота и малка дължина на вълната. Използват се за обеззаразяване на въздуха в складовете и другите помещения, в които се съхраняват хранителни продукти, за обеззаразяване на опаковъчните и транспортните средства, за пряко облъчване на хранителни продукти за удължаване на трайността им (месо, риба, плодове, зърнени храни).

Но УВЛ са със сравни­телно слаба проницаемост и унищожават само повърх­ностната микрофлора на продуктите. Освен това те ускоряват процесите на окисляване и на гранясване на маз­нините, а също така разрушават и част от витамините в продуктите. Най-добър ефект от ултравиолетовото облъчване се получава при съчетаването му с охлаждане на продуктите.

- гама-лъчи – получават се при разбиване на ядрата на тежките химични елементи (квантова енергия). Гама-лъчите имат голямо предимство пред УВЛ - те лесно проникват във всички части на продуктите и унищожават микроорганизмите.