10.2. Основные типы пищевых продуктов

 

10.2.1. Мясо

К основным механизмам порчи пищевых продуктов, ограничивающим срок годно­сти мяса, относят рост микроорганизмов и окисление красного пигмента оксимиоглобина. Технологи по упаковке пищевых продуктов должны обеспечить желаемый красный цвет оксимиоглобина путем выбора приемлемого содержания кислорода в упаковке с одновременной минимизацией роста аэробных микроорганизмов. Мясо с высоким содержанием этого пигмента (например, оленина и мясо кабана) требует более высоких концентраций О,.

Аэробные бактерии порчи, например, представители рода Pseudomonas, являются обычно основной микробиотой мяса. Поскольку рост этих бактерий в присутствии СО, прекращается, то стабильность красной окраски и прекращение роста микроор­ганизмов достигается путем применения газовой среды, состоящей из 20-30% С0₂ и 70-80% 0₂. Такой газовый состав позволяет увеличить срок годности охлажден­ного мяса от 2-4 до 5-8 сут. Рекомендуемое отношение объема газа к объему про­дукта — 2:1.

Мясо является идеальной средой для размножения огромного числа микроорга­низмов порчи и патогенных микроорганизмов, в том числе и для Е. coli. Поскольку перед употреблением мясо подвергают тепловой обработке, риск пищевых отравле­ний при соблюдении правил кулинарии существенно снижается. Хранение в охлаж­денном состоянии при рекомендованных температурах, соблюдение санитарно- гигиенических правил на всем протяжении технологической и дистрибьюторской цепи от бойни и МГС-упаковки до транспортировки и реализации являются необ­ходимыми условиями пищевой безопасности и увеличения срока годности мяса.

 

10.2.2. Мясо птицы

Основным фактором, лимитирующим срок годности мяса птицы, является микробиальный рост, особенно бактерий родов Pseudomonas и Achromobacter. Рост этих грамотрицательных аэробных бактерий эффективно блокируется с помощью С0₂. Таким образом, наличие С0₂ в составе модифицированной газовой среды упаков­ки в концентрации выше 20% позволяет существенно продлить срок годности мяса птицы. Концентрации С0₂ выше 35% в упаковке пищевых продуктов для рознич­ной торговли не рекомендуются из-за риска сплющивания упаковки и избыточного отделения сока. В качестве инертного наполнителя используется азот (рекомендо­ванное соотношение объема газа к объему продукта — 2:1). Для крупных МГС- упаковок сплющивание не представляет особых проблем, и в этом случае зачастую используют среду из 100% С0₂.

Поскольку мясо птицы представляет собой отличную среду для роста и размно­жения патогенных микроорганизмов, в том числе и тех, которые не ингибируются с помощью С0₂, очень важно поддерживать рекомендованные температуры хранения охлажденного мяса птицы, соблюдать санитарно-гигиенические нормы на протяже­нии всей технологической и дистрибьюторской цепи, а также правила кулинарной обработки.

В ходе первых исследований МГС-упаковки мяса птицы было обнаружено, что при концентрациях С0₂ выше 25% происходит обесцвечивание продукта (сообща­лось даже об ухудшении внешнего вида мяса уже при концентрации С0₂15%) [13]. Эти данные противоречат данным торговли, где применяют сравнительно высокие его концентрации (вплоть до 100%). Газовые среды с содержанием С0₂ 25-50% и N₂ 50-75% используются повсеместно. Вполне вероятно, что проблемы, которые ино­гда связывают с высокой концентраций С0₂ (например, появление на мясе серова­тых пятен), возникают в результате высокого содержания в упаковке остаточного кислорода [6].

Рекомендуется изучить оптимальный состав газовой среды, вид и размер упаков­ки для конкретных пищевых продуктов. Кроме того, состав газовой среды в сво­бодном пространстве над продуктом в упаковке может при хранении меняться под действием респираторной активности микроорганизмов и газообмена через упако­вочный материал. Именно поэтому необходимы испытания в производственных условиях, позволяющие определить интенсивность этих процессов в течение срока годности конкретного продукта. Кроме того, необходимо определить оптимальное соотношение объема свободного пространства над продуктом в упаковке к объему собственно продукта, правильно подобрать тип и толщину упаковочного материала, а также конструкцию упаковки. Рекомендуемый срок годности должен соответство­вать условиям, в которых данный продукт находится с момента его производства и вплоть до момента потребления. Необходимо также учитывать возможность вскры­тия упаковки в ходе хранения.

10.2.3. Вареные, соленые и переработанные мясопродукты

Основными признаками порчи этих видов мясопродуктов является рост и раз­множение микроорганизмов, изменение цвета и окислительная прогорклость. В процессе тепловой обработки мясопродуктов вегетативные бактериальные клет­ки должны погибнуть, расщепляющие ферменты — инактивироваться, а цвет — за­фиксироваться, так что порча переработанных мясопродуктов происходит, главным образом, из-за контаминации их микроорганизмами уже после переработки вслед­ствие несоблюдения саниатарно-гигиенических норм и правил обращения с мясо­продуктами. Цвет приготовленного мяса может измениться в результате процессов окисления, и поэтому очень важно, чтобы содержание остаточного кислорода в упаковке было максимально низким. Популярная МГС-упаковка с газовой средой, состоящей из 25-50% С0₂ и 50-75% N₂ и с соотношением объемов газа к объему продукта 2:1, позволяет максимально увеличить срок годности мясопродуктов, предотвратив появление в них посторонних привкусов и развитие окислительной прогорклости. Мясопродукты после посола (например, бекон) имеют характерную розовато-красноватую окраску благодаря пигменту нирозилмиоглобину, который более стабилен, чем оксимиоглобин, не реагирует на большую концентрацию С0₂, но в присутствии атмосферного воздуха может медленно превращаться в коричне­ватый метмиоглобин. При кулинарной обработке нитрозилмиоглобин превращает­ся в розовые денатурированные нитрозогемохромовые пигменты, нестабильные на воздухе.

В таких переработанных мясопродуктах, как сосиски, колбасы и изделия из мяс­ного фарша, обычно содержится метабисульфит натрия, который является эффек­тивным средством против разнообразных микроорганизмов порчи и патогенных микроорганизмов. Вареные, соленые и переработанные мясопродукты с высоким содержанием ненасыщенных жиров подвержены окислительному прогорканию, и упаковка в среде С0₂ и N₂ является эффективным средством его предотвращения.

Потенциальный риск пищевых отравлений возникает в результате микробиоло­гической контаминации пищевых продуктов или их обсеменения микроорганизма­ми уже после технологической и кулинарной обработки. Этот риск можно снизить путем соблюдения рекомендованных температурных режимов охлаждения и пра­вильных санитарно-гигиенических практик. Низкое значение активности воды (a_w) и внесение нитритов в эти мясопродукты позволяет предотвратить рост и размно­жение многих видов патогенных бактерий (особенно С. botulinum), однако это мо­жет оказаться неэффективным в случае мясопродуктов, в рецептуре которых мень­ше химических консервантов, чем обычно. Не следует забывать и о потенциальном влиянии любых изменений в рецептуре продукта на рост и выживание патогенных микроорганизмов. Хранение мясных полуфабрикатов без внесения в них консер­вантов связано с риском роста С. botulinum в анаэробных условиях МГС-упаковки, особенно при повышенных по сравнению с обычными температурах. Следует от­метить, что многие виды переработанных мясопродуктов реализуются в вакуумной упаковке в виде нарезки. Срок годности продуктов в вакуумной упаковке мало от­личается от их срока годности в МГС-упаковке, однако ломтики мяса, упакованного в модифицированной газовой среде, легче отделить друг от друга.

 

10.2.4. Рыба и морепродукты

В последнее время в Европе и особенно в Великобритании значительно вырос объ­ем продаж рыбы и морепродуктов в МГС-упаковке. При разработке такой упаковки разработчикам следует помнить о таком лимитирующем ее применение факторе, как С. botulinum. Финансовая выгода от использования МГС-упаковки довольно спорна, поскольку для некоторых продуктов увеличение срока годности очень неве­лико. Порча рыбы проявляется в выделении низкомолекулярных летучих соедине­ний, и разработчики упаковки должны учитывать барьерные свойства упаковочных материалов, подбирая для упаковки рыбы с сильным запахом, копченых и соленых рыбо- и морепродуктов материалы с повышенными барьерными свойствами по от­ношению к запахам.

Порча рыбы и морепродуктов происходит под воздействием трех основных фак­торов:

разложения мышечных тканей под действием нативных ферментов (автолиз клеток);

роста численности микроорганизмов; реакций окисления.

М ГС-упаковка позволяет контролировать последние два фактора, но не оказыва­ют прямого влияния на автолиз клеток. Поскольку именно автолиз является основ­ной причиной порчи рыбы и морепродуктов при их хранении при температурах около О °С, это объясняет более низкую эффективность МГС-упаковки для рыбы и морепродуктов по сравнению с другими пищевыми продуктами животного про­исхождения. Даже ингибируя возможные реакции окисления, МГС-упаковка более эффективна для предотвращения микробиологической порчи.

Реакции окисления гораздо более важны для срока годности рыбных продуктов, чем для других продуктов животного происхождения, поскольку в морской рыбе гораздо выше содержание полиненасыщенных жиров. Решающее значение для окисления жиров имеет температура хранения, поскольку оно наблюдается даже при температурах замораживания, а внесение соли может ускорить окислительные процессы.

Основными бактериями порчи для рыбных продуктов являются аэробные пред­ставители родов Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Flavobacterium и Cytophaga. Особенно важно при работе с рыбными продуктами в МГС-упаковке считаться с С. botulinum. Применение С0₂ существенно ингибирует рост некоторых бактерий (см. табл. 10.2). При хранении рыбных продуктов аэробные бактерии порчи замеща­ются менее интенсивно размножающимися бактериями, продуцирующими меньше летучих соединений, в частности, молочнокислыми Lactobacilli.

Поскольку в рыбных и морепродуктах концентрация миоглобина значительно ниже, чем в мясе, его роль в процессах окисления значительно меньше. Благодаря этому в МГС-упаковке можно использовать большее содержание СО, (например, 40%). Из-за высокого содержания влаги и жиров в некоторых видах рыбной про­дукции для предотвращения сплющивания упаковки применяют азот.

При использовании МГС-упаковки рыбы следует помнить, что удаление кисло­рода и его замещение либо азотом либо смесью из азота и диоксида углерода при­водит к образованию анаэробных условий, способствующих росту протеазонегативных штаммов С. botulinum. Поскольку эти бактерии при низких температурах порядка 3 °С могут размножаться, не вызывая заметных изменений органолептических характеристик рыбы, то они могут вызывать пищевые отравления вплоть до летального исхода. Хотя достоверных свидетельств того, что С0₂ способствует росту психотрофных штаммов С. botulinum, нет, существуют, как мы уже отмечали ранее, некоторые опасения относительно способности СО, поощрять прорастание спор этого микроорганизма.

Для оценки и контроля рисков, связанных с ростом и размножением С. botuli­num в рыбе и морепродуктах, проведены серьезные исследования. Консультатив­ный комитет по микробиологической безопасности пищевых продуктов (ACMSF) разработал перечень регулирующих факторов, которые желательно использовать для предотвращения роста численности психотрофных бактерий С. botulinum и об­разования токсинов в переработанных охлажденных пищевых продуктах [1]. При использовании МГС-упаковки для рыбы риски можно существенно снизить при поддержании температуры хранения менее 3 °С и ограничении его продолжитель­ности не более чем 10 сутками.

Некоторые рыбопереработчики добавляют в газовую среду упаковки кислород в целях еще большей минимизации риска размножения клостридий. Для упаковки белой (нежирной) рыбы используют газовую среду, состоящую из 30% кислорода, 40% СО, и 30% азота. Это хотя и продлевает срок годности некоторых видов рыбы и морепродуктов, существенного влияния на срок годности жирной рыбы не ока­зывает. Для упаковки копченой и жирной рыбы используют газовую среду с более высоким содержанием С0₂ (40%) и азота (60%). Учитывая описанные выше риски, правильнее будет установить срок годности такой рыбы 10-14 сут при температуре хранения 3 °С.

 

10.2.5. Фрукты и овощи

Сегодня потребители привыкли видеть свежие фрукты и овощи на полках магази­нов круглый год, и МГС-упаковка предоставляет возможность увеличить безопас­ный срок годности многих из них. Упаковка свежих, непереработанных фруктов и овощей ставит перед технологами по упаковке серьезные задачи. Как и в случае с другими пищевыми продуктами, здесь необходимо иметь дело с сырьем наи­высшего качества, что особенно важно для группы продуктов, называемой свежей плодоовощной продукцией. Ее качество во многом зависит от условий выращива­ния и минимизации механических повреждений в ходе сбора урожая, сортировки и транспортировки, от степени соблюдения санитарно-гигиенических условий, от регулирования влажности в целях предотвращения подсыхания и образования кон­денсата, что поможет предотвратить подгнивание, а также от поддержания опти­мальной температуры при хранении. В отличие от других видов охлажденных ско­ропортящихся продуктов, у свежих овощей и фруктов респираторная активность продолжается и после сбора урожая. К продуктам этой респираторной активности относятся С0₂ и водяной пар. Кроме того, «дышащие» фрукты и овощи выделяют этилен (С₂Н₄), ускоряющий дозаривание и размягчение тканей. Если этот процесс не регулировать, то срок годности овощей и фруктов будет существенно меньше.

Респираторная активность зависит от природных особенностей свежей плодо­овощной продукции и различных внешних факторов, в том числе и температуры окружающей среды. Считается, что потенциальный срок годности упакованных свежих фруктов и овощей обратно пропорционален интенсивности дыхания, кото­рая повышается в 3-4 раза при каждом увеличении температуры на 10 °С. Следо­вательно, целью МГС-упаковки является снижение респираторной активности и увеличение срока годности при сохранении качества расфасованного продукта. Ре­спираторную активность можно уменьшить путем понижения температуры, умень­шения содержания кислорода в упаковке и увеличения содержания С0₂, а также с помощью сочетания этих методов при создании газовой среды в упаковке. Если содержание кислорода снижается ниже определенного уровня, зависящего от вида и ботанического сорта растения, то инициируется анаэробная активность с выде­лением этанола, ацетальдегида и органических кислот. «Анаэробное дыхание» или анаэробиоз обычно сопровождается появлением неприятного запаха и является признаком снижения качества продукта. Увеличение содержания С0₂ в упаковке ингибирует респираторную активность, однако слишком высокое содержание ди­оксида углерода для некоторых видов и сортов плодоовощной продукции может оказаться вредным.

Снижение концентрации кислорода до менее 5% замедляет интенсивность дыха­ния многих фруктов и овощей. Что касается минимального значения содержания кислорода в упаковке разных видов свежей плодоовощной продукции, то если не­которые сорта яблок и груш могут успешно храниться при содержании кислорода менее 0,5%, то у картофеля анаэробная активность начинается уже при содержа­нии кислорода около 5%. В целом, содержание кислорода на уровне менее 3% мо­жет инициировать анаэробную активность у многих видов свежей плодовоовощной продукции [10].

Увеличение содержания СО, также может способствовать снижению респира­торной активности. Если его концентрация становится слишком велика, то индуци­руется анаэробная активность и, как следствие, появляются проблемы с качеством продукта. У разных ботанических сортов и видов восприимчивость к содержанию С0₂ различна — если земляника выдерживает 15%-ное содержание С0₂ то сельде­рей портится уже при содержании С0₂ чуть более 2% [10]. Способность земляники выдерживать относительно высокие концентрации С0₂ можно использовать для предотвращения роста плесени Botrytis cinerea.

Применение низких концентраций кислорода и высоких концентраций С0₂ мо­жет привести к синергическому эффекту снижения респираторной активности и, косвенным образом, — к замедлению созревания. Хотя механизм увеличения срока годности свежей плодоовощной продукции в МГС-упаковке еще не до конца изу­чен, уже известно, что газовая среда с низкой концентрацией кислорода и с высокой концентрацией С0₂ снижает превращение хлорофилла в феофитин, уменьшает вос­приимчивость растительных тканей к действию С₂Н₄, ингибирует синтез каротиноидов, снижает окислительное потемнение и обесцвечивание, а также ингибирует рост и размножение микроорганизмов, причем все эти проявления зависят от тем­пературы. Влияние МГС-упаковки на физиологические свойства овощей фруктов стало предметом многочисленных исследований (их обзор см. в работе [11]).

Технологи по МГС-упаковке должны учитывать присутствие основных патоген­ных микроорганизмов, в частности L. monocytogenes и С. botulinum. Как мы уже от­мечали ранее, L. monocytogenes могут расти и размножаться при низком содержании кислорода, причем они не ингибируются С0₂, что в сочетании с возможностью их роста при температурах около 0 °С объясняет необходимость повышенного к ним внимания.

Использование МГС-упаковки с пониженным содержанием кислорода и повы­шенной концентрацией С0₂ может способствовать росту численности психотрофных протеазоотрицательных штаммов С. botulinum. Тем не менее такие упаковки хранят при температурах 3 °С и ниже не более 10 сут, что не должно вызывать про­блем с размножением клостридий. В данном случае очень важно соблюдать при хра­нении температурный режим, поскольку малейшее его нарушение может привести к образованию в упаковке токсинов.

Условия произрастания фруктов и овощей могут обусловливать их обсемененность патогенными микроорганизмами, в том числе различными видами Salmonel­la, Е. coli и вирусами. Хотя эти микроорганизмы могут и не размножаться в МГС- упаковке (особенно при температурах хранения около 3 °С), они могут выжить в условиях хранения и привести к перекрестной контаминации пищевых продуктов в домашних условиях и/или пищевым отравлениям вследствие употребления сырых или недостаточно обработанных продуктов. Соблюдение санитарно-гигиенических требований, мойка овощей и фруктов в холодной хлорированной воде, ополаски­вание и удаление влаги перед МГС-упаковыванием считаются в настоящее время обязательными мероприятиями, способствующими снижению численности микро­организмов и повышению безопасности пищевых продуктов. Поскольку для МГС- упаковки свойственен риск размножения анаэробных патогенных микроорганизмов (в частности, С. botulinum), рекомендуется поддерживать минимальное содержание кислорода в ней на уровне 2-3%, что не позволить возникнуть потенциально опас­ным условиям.

Для свежей плодоовощной продукции используют МГС-упаковку с равновесны­ми условиями (см. об этом главу 2). Это требует знания характеристик проницаемо­сти соответствующих упаковочных материалов, а также респираторные особенно­сти упаковываемых продуктов, что поможет сбалансировать скорость прохождения кислорода и С0₂ через упаковочный материал.

В настоящее время растет применение такой МГС-упаковки для упаковки све­жих овощей и фруктов, где в состав газовой среды входят С0₂, кислород и азот. Этот состав газовой среды способствует снижению темпов ферментативного потемнения до момента достижения равновесности модифицированной газовой среды.

 

10.2.6. Молочные продукты

МГС-упаковка позволяет увеличить срок годности некоторых молочных продук­тов, в том числе сухого молока повышенной жирности, сыров и жиросодержащих спредов. Как правило, причиной порчи этих Продуктов является окислительное прогоркание (сухое молоко) и/или рост численности микроорганизмов, особенно дрожжей и плесеней (сыры).

Особенно подвержено появлению неприятных запахов из-за окисления липидов цельное сухое молоко. На практике воздух удаляют вакуумированием и заменяют его азотом или смесыо N,/C0₂. Затем сухое молоко фасуют в металлические банки и герметично их укупоривают. В процессе распылительной сушки частицы сухо­го молока насыщаются воздухом, который начинает диффундировать в банку (эта диффузия может длиться около 10 сут). В результате в свободном пространстве упаковки над продуктом содержание кислорода достигает 1-5% и более. Поскольку иногда требуется пониженное содержание кислорода (менее 1%), некоторые произ­водители через 10 сут осуществляют переупаковывание, что дорого и неудобно. Нам удалось установить, что для воспрепятствования накопления кислорода в упаковке можно использовать смесь азота и С0₂ или применять поглотители кислорода (под­робнее о них см. главу 9).

Английские сыры (в частности, чеддер) традиционно упаковывают в вакуумную упаковку, но постепенно растет и доля МГС-упаковки с повышенным содержанием С0₂. В последнем случае снижается содержание остаточного кислорода, а упако­вочный материал плотнее прижимается к продукту благодаря переходуС0₂ в рас­твор. Для избежания чрезмерного давления на термосвариваемый шов очень важно правильно выбрать содержание азота в газовой смеси.

Использование газовой среды на основе смеси азота и С0₂ может существенно увеличить срок годности сыров типа коттедж (зерненого творога, домашних сыров и т. п.). Сыры типа коттедж представляют собой молочные продукты с высоким содержанием влаги и низким жира, в которых успешно размножаются микроорга­низмы порчи, в том числе и представители рода Pseudomonas. Применение газовой смеси, состоящей из С0₂ (40%) и N₂ (60%) может существенно увеличить срок год­ности таких продуктов.