Основными промышленными физическими способами анабиозного консервирования являются использование искусственного холода и сушка. Эти методы вызывают подавление жизнедеятельности микроорганизмов за счет снижения содержания воды (сушка) или превращения ее в твердое состояние (хранение в охлажденном состоянии и замораживание). Наряду с этим происходит гибель клеток тканей, в основном, из-за обезвоживания цитоплазмы.
Охлаждение (криоанабиоз) основано на том, что при понижении температуры резко замедляется и даже прекращается жизнедеятельность микробов и в меньшей степени действие ферментов. Продукты охлаждают до криоскопических температур, близких к 0 ºС, не допуская их подмораживания, так как это опасно тем, что свободная вода замерзнет, при этом образуются кристаллики льда, которые повредят мембраны клеток.
Криоскопическая температура для яиц 2,8 ºС, яблок — от минус 1,7 до минус 2,8, рыбы — от минус 0,6 до минус 2, картофеля — от минус 1,2 до минус 1,6, молока — около минус 0,6 ºС.
На хранение в охлажденном состоянии большинство продуктов поступает в целом виде, без существенной обработки. Во время хранения в них продолжается, хотя и медленно, процесс дыхания, и они остаются свежими. Таким образом можно сохранить продукцию в течение нескольких недель и даже месяцев.
Охлажденные плоды, овощи и яйца хранят до 6-10 мес, молочные продукты — до 30-ти час, мясо и рыбу — 14 сут, после чего в охлажденном мясе наблюдается гидролитическое расщепление белков, а в свинине — и начальная стадия окисления жиров, изменяется цвет мяса на поверхности туши. Плотность и вязкость клеточного сока растительных и животных тканей в охлажденных продуктах несколько увеличивается.
Снижение биологических и биохимических процессов в плодах при понижении температуры обеспечивается, с одной стороны, замедлением химических реакций, а с другой — тем, что снижается поступление кислорода извне через сузившиеся поры цитоплазматической мембраны. Уменьшается также поступление из клеток «горючего» — сахаристого сока в капиллярные каналы оболочек. Процесс «горения», т.е. дыхания, замедляется. Жизнь клетки затормаживается, и клетки впадают в состояние анабиоза.
С понижением температуры возможность развития большинства возбудителей гнили снижается, поэтому холодильные камеры наиболее пригодны для хранения плодов и овощей.
Продукты хранят не только в охлажденном, но и в переохлажденном состоянии и в замороженном виде.
При замораживании (криоанабиозе) находящаяся в продуктах вода превращается в лед, поэтому осмотические условия для развития микроорганизмов неблагоприятны. Быстрое замораживание продуктов пригодно только для таких продуктов, биологические, химические, физические свойства которых при замораживании существенно не изменяются.
Быстрое замораживание производится при температурах от минус 30 ºС и ниже путем непосредственного контакта с охлажденной металлической поверхностью или в потоке холодного воздуха (флюидизация), в морозильных шкафах, а также в непрерывно работающих туннельных морозильных установках. Замораживание считают законченным при достижении в центре слоя продукта температуры минус 18+1 ºС.
При вышеуказанных температурах замораживания продукты быстро про-мораживаются по всей массе без существенного изменения структуры тканей, т.е. в продукте образуются мелкие кристаллы льда, которые равномерно распределяются и не изменяют структуру продукта, а при размораживании образовавшаяся влага полностью связывается с продуктом. Такое замораживание гарантирует обратимость процесса, который зависит от природы и глубины изменения коллоидной структуры и биохимических свойств продукта.
Хранение замороженных пищевых продуктов при низких температурах (не выше минус 18 ºС) вызывает в них ряд физических и гистологических изменений (изменение консистенции, объема, цвета, структуры, потеря массы и др.), зависящих от условий замораживания и последующего оттаивания (размораживания) продукта.
Замороженные продукты по вкусовым и питательным свойствам уступают охлажденным: размороженное мясо (из-за потери влаги во время заморозки и хранения) имеет более твердую консистенцию, не имеет вкуса и аромата, характерных для охлажденного мяса, цвет мышечной ткани такого мяса изменяется, а жировая ткань желтеет. Во время длительного хранения в замороженных мясе и рыбе происходит старение коллоидов, гидролиз и окисление жиров, потеря витаминов.
При замораживании микрофлора полностью не уничтожается; особенно холодоустойчивы споровые формы микроорганизмов. После размораживания продукта они возобновляют свою жизнедеятельность и могут привести к его быстрой порче, поэтому размороженные продукты необходимо сразу же перерабатывать. Качество продуктов в значительной степени зависит от способа его размораживания.
При быстром размораживании при повышенных температурах происходит больше потери пищевых веществ и более интенсивно развиваются микроорганизмы. Во время медленного размораживания при температуре 0-4 ºС кристаллы льда оттаивают постепенно, а коллоиды клеток более полно связывают образующуюся влагу. По качеству замороженные продукты уступают охлажденным.
Пастеризация проводится при температуре ниже 100 ºС. Цель обработки — инактивация ферментов и частичное уничтожение микрофлоры, в первую очередь плесеней, дрожжей, неспороносных микроорганизмов и вегетативных клеток спороносных бактерий. При такой обработке не погибают споры микроорганизмов, поэтому пастеризованные продукты необходимо хранить при низких температурах, и они имеют ограниченный срок реализации.
Различают две формы пастеризации: короткую — при 85-90 ºС в течение 0,5-1,0 мин и длительную — при температуре около 65 ºС в течение 25-30 мин.
Иногда для удаления сроков хранения продуктов проводят многократную пастеризацию — тиндализацию. В этом случае консервированный продукт после каждой тепловой обработки оставляют на некоторое время (примерно на сутки) в обычных условиях. Эффект, достигаемый тиндализацией, объясняется тем, что при повторных нагревах уничтожаются вегетативные клетки, вырастающие из спор во время выдержки продукта. Тепловую обработку продукта проводят 2-3 раза, пока не достигнут стерильности. Но такой способ консервирования экономически не выгоден.
Пастеризуют различные пищевые продукты: молоко, соки и т.д. При пастеризации плодово-ягодных продуктов и маринадов консервирующий эффект также оказывают содержащиеся в них органические кислоты. В этом случае происходит не частичное, а полное уничтожение микрофлоры.
Благодаря непродолжительному воздействию высоких температур на составные части продукта хорошо сохраняется его пищевая, но несколько снижается биологическая ценность, так как при нагревании частично разрушаются витамины и некоторые другие биологически активные вещества.
Пастеризация проводится на водяных банях или в специальных аппаратах (автоклавах) с помощью пара, под давлением.
